TWI308978B - - Google Patents

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TWI308978B
TWI308978B TW093136036A TW93136036A TWI308978B TW I308978 B TWI308978 B TW I308978B TW 093136036 A TW093136036 A TW 093136036A TW 93136036 A TW93136036 A TW 93136036A TW I308978 B TWI308978 B TW I308978B
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Description

1308978 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示裝置（LCD : Liquid Crystal Display)的背光裝置’更詳細地說是有關於一種 當作背光裝置的光源來使用的照明裝置及使用該照明裝置 的背光裝置。 本案是一以在日本2003年12月15日所申請的日本特許 出願號碼2003-417337爲基礎而主張優先權者，藉由參考 該申請案而援用於本申請案中。 【先前技術】 構成液晶顯示裝置之背光裝置的背光單元主要是由光 源與將從光源所射出的光進行導光而產生面發光的導光板 所構成。從光源所射出的光則從導光板的一側面被導入到 導光板，而從導光板之其中一個主面產生面發光而來照明 液晶顯示面板。從導光板產生面發光的照明光則藉由透過 被設在背光單元的擴散片或透鏡片，而沿著液晶顯示面板 整面進行均勻的面發光。 背光單元的光源則使用螢光燈或發光二極體（LED : Light Emitting Diode)等，特別是當搭載於被小型化、薄 型化的電子機器時則使用發光二極體。例如被搭載於行動 電話、PDA(Personal Digital Assistant)、數位相機等之可 攜帶的小型電子機器之數英吋左右的液晶顯示面板的背光 裝置，其中的光源則是使用晶片型的白色發光二極體作爲 光源來使用。 -4- (3) 1308978 爲發光二極體111。 背光單元110具備有：作爲乂源的發光二極體111R、 n】G、111 B、將從光源所發光的光進行導光的導光板1 1 2 、依序被積層在導光板112之光射出面上的擴散片113'第 1透鏡片114、第1透鏡片115。 此外，在圖19中雖然發光二極體111R、111G、111B 分別各只記載1個，但實際上可以分別根據與進行面發光 照射的液晶顯示面板1 20的大小對應的數目來設置。 作爲背光110之光源的發光二極體111R、111G、111B 則分別發出紅色光Lr '綠色光Lg、青色光Lb。藉由從發 光二極體111R、U1G、111B所發出的通過導光路徑116 、反射路徑Π 7而被自然混色而當作白色光入射到導光板 112。導光路徑116及反射路徑117是爲了要確保讓從發光 二極體111R、111G、111B所射出的紅色光Lr、綠色光 Lg '青色光Lb能夠自然混色之必要的空間而設置。 圖20爲表示以圖19中所示的A-A線切斷的斷面圖。 如圖鍵面被支撐部20所示般，對於讓紅色光Lr'綠色光 Lg、青色光Lb能夠自然混色之必要的空間則是藉由適當 地設計導光路徑Η 6的寬度W及反射路徑1 1 7的直徑R來 規定。又’導光路徑]1 6、反射路徑1 1 7則是利用具有能夠 將所入射的光有效率地導光到導光板1 1 2之折射率的材料 所形成。 入射到導光板1 12的白色光則是一邊在導光板1 12內進 行全反射而一邊進行導光。在導光板u 2的光反射面2b -6 - (4) 1308978 則形成有用於有效率地讓所入射的光朝光射出面1 1 2 C方 向射出的稜鏡圖案或點圖案等，藉由該些圖案在臨界角度 以內入射到光射出面1〗2C之內面的光則會從光射出面 1】2 c射出。 從光射出面112c射出的光由於在面內光量分佈的變 動非常大，因此入射到擴散片11 3試圖達到均一化。從擴 散片1 1 3所射出的光則被入射到第1透鏡片1 1 4、第1透鏡片 115，而如朝著光射出面112c的法線方向集光地被偏向。 如此般藉著讓從導光板Π2的導光板112被射出而經由 擴散片113的光通過該第1透鏡片114、第1透鏡片115可以 有效率提高背光1 1 〇的正面輝度。 此外，除了圖19及圖20中所示的背光單元110外， 將分別發出紅色綠色、青色的發光二極體當作光源來 使用的背光裝置揭露於實公平7-3 6347號公報、特表2002-54045 8號公報中。 在圖19及圖20中所示的背光單元110，爲了要讓從 發光二極體所發出的紅色、綠色、青色能夠自然混色 ，乃將所謂的導光路徑1 1 6或反射路徑1 1 7的構件設置在能 增加導光板Π 2之厚度的方向來使用。 因此當將如此的背光單元1 1 〇組裝在液晶顯示面板 120來構成液晶顯示裝置時，則成爲一非常具有厚度的顯 示裝置。 又’當作爲用來照明大畫面的液晶顯示面板的背光 裝置的光源使用分別發出紅色、綠色、青色之所謂的3原 (5) (5)1308978 色的發光二極體而構成一將3原色混色而得到白色光的照 明裝置時，則隨著液晶顯示面板大畫面化，爲了確保所希 望的輝度而必須要增加照明裝置的使用數目，因此要求照 明裝置個別的低價格化、光的利用效率的高效率化。 伴隨此，雖然所使用的發光二極體不是昂貴的東西而 且要求積極地使用在特性上有變動但便宜的發光二極體， 但是當使用如此的發光二極體時，則對於以往的照明裝置 並無法得到色純度高的白色光。 【發明內容】 本發明的目的在於提供一能夠解決上述習知技術所具 有的問題的新的照明裝置及使用該照明裝置的背光裝置。 本發明之其他的目的在於提供一能夠將分別發出紅色 、綠色、青色的發光二極體當作背光裝置的光源來使用而 能夠實現低價格化、高效率化，且能夠混色出色純度高的 白色光的照明裝置及使用該照明裝置的背光裝置。 本發明之照明裝置，具備有：射出第1原色光的第1光 源、射出第2原色光的第2光源、射出第3原色光的第3光源 、讓在從上述第1光源所射出的第1原色光、從第2光源所 射出的第2原色光、從第3光源所射出的第3原色光中分別 所包含的發散光產生折射而成爲平行光的光學裝置、及將 經由光學裝置所射出的第1原色光、第2原色光及第3原色 光根據各原色光的光學的性質，藉由選擇性的透過及反射 產生混色而當作白色光射出的混色裝置。 (6) (6)1308978 本發明之其他的照明裝置，具備有：射出第1原色光 的第1光源' 射出第2原色光的第2光源' 射出第3原色光的 第3光源、讓在從第1光源所射出的第1原色光中所包含的 發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡、讓在從第2光源 所射出的第2原色光中所包含的發散光產生折射而成爲平 行光的第2透鏡、讓在從第3光源所射出的上述第3原色光 中所包含的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡、具 有讓經由第1透鏡而射出的第1原色光產生反射之第1光反 射面的第1三角稜鏡、具有讓經由第2透鏡而射出的第2原 色光產生反射之第2光反射面的第2三角稜鏡、及將可讓經 由第3稜鏡而射出的第3原色光透過，且讓經第1三角稜鏡 所具有的第1光反射面所反射的第1原色光產生反射的第1 波長選擇透過反射面、與可讓經由第3稜鏡而射出的第3原 色光透過，且讓經第2三角稜鏡所具有的第2光反射面所反 射的第2原色光產生反射的第2波長選擇透過反射面配置成 X字狀，將第1原色光、第2原色光 '第3原色光混色而當 作白色光射出的分色稜鏡，而分色稜鏡、第1三角稜鏡及 第2三角稜鏡則分別經由空氣層被配置附近。 本發明之又一其他的照明裝置，具備有：射出第1原 色光的第1光源' 射出第2原色光的第2光源、射出第3原色 光的第3光源、射出第3原色光的第4光源、讓在從第丨光源 所射出的第1原色光中所包含的發散光產生折射而成爲平 行光的第1透鏡、讓在從第2光源所射出的第2原色光中所 包含的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡、讓在從 -9- (7) (7)1308978 第3光源所射出的第3原色光中所包含的發散光產生折射而 成爲平行光的第3透鏡、讓在從第4光源所射出的上述第3 原色光中所包含的發散光產生折射而成爲平行光的第4透 鏡、具有讓經由第1透鏡而射出的第1原色光產生反射之第 1光反射面的第1三角稜鏡、具有讓經由第2透鏡而射出的 第2原色光產生反射之第2光反射面的第2三角棱鏡、將可 讓經第1光反射面反射而在第1原色光的第1振動面上振動 的直線偏光反射，而讓在與第1振動面垂直的第2振動面上 振動的直線偏光透過，且讓經由第3透鏡射出而在第3原色 光的第1振動面上振動的直線偏光、和在第2振動面上振動 的直線偏光透過的第1透過反射面、與可讓第1原色光透過 ，而讓第2原色光之在第1振動面上振動的直線偏光反射， 且經由第3透鏡射出而在上述第3原色光的第1振動面上振 動的直線偏光、和在第2振動面上振動的直線偏光透過的 第2透過反射面配置成X字狀的第1分光棱鏡、將可讓經 第2光反射面反射而在第2原色光的第1振動面上振動的直 線偏光反射，而讓在第2振動面上振動的直線偏光透過， 且讓經由第4透鏡射出而在第3原色光的第1振動面上振動 的直線偏光' 和在第2振動面上振動的直線偏光透過的第3 透過反射面、與可讓第2原色光透過，而讓第1原色光之在 第1振動面上振動的直線偏光反射，且經由第4透鏡射出而 在第3原色光的第1振動面上振動的直線偏光、和在第2振 動面上振動的直線偏光透過的第4透過反射面配置成X字 狀的第2分光稜鏡、及被配置在第1分光稜鏡與上述第2分 -10- (8) 1308978 光稜鏡之間，而將在第1透過反射面透過的第1原色光之在 第2振動面上振動的直線偏光轉換爲在第丨振動面上振動的 直線偏光，且將在第3透過反射面透過的第2原色光之在第 2振動面上振動的直線偏光轉換爲在第1振動面上振動的直 線偏光的波長板。 在該照明裝置中’第1分光稜鏡與第1三角稜鏡則經由 空氣層被配置在附近， 第2分光稜鏡與第2三角稜鏡則經由空氣層被配置在附 近’第]分光稜鏡與第2分光稜鏡則經由波長板及空氣層被 配置在附近，第1分光稜鏡會將第1原色光、第2原色光、 各自在第1振動面上振動的直線偏光、及第3原色光在第1 振動面與第2振動面上振動的直線偏光予以混色而當作白 色光射出，而第2分光稜鏡會將第1原色光、第2原色光、 各自在第1振動面上振動的直線偏光、及第3原色光在第1 振動面與第2振動面上振動的直線偏光予以混色而當作白 色光射出。 本發明之又一其他的照明裝置，具備有：射出第1原 色光的第1光源、射出第2原色光的第2光源、射出第3原色 光的第3光源、讓在從第1光源所射出的第1原色光中所包 含的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡、讓在從第2 光源所射出的第2原色光中所包含的發散光產生折射而成 爲平行光的第2透鏡、讓在從第3光源所射出的第3原色光· 中所包含的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡、具 有將經由第1透鏡而射出之第1原色光予以反射的光反射面 -11 - (14) (14)1308978 形成的光軸通過般地配置在第2分光板的後段，而將經過 第2分光板混色的白色光予以射出的光學板。 根據本發明，由於將從光源所發出的3原色光加以混 色而得到白色光，因此能夠使色純度高的白色光產生面發 光。 又，在本發明中，由於藉由光學裝置能夠使從光源所 發出之具有發散傾向的原色光成爲平行光，因此能夠抑制 在藉由混色裝置被混色爲白色光之前段的光在導光過程中 所損失的光的成分。因此能夠大幅地提高由光源所發出之 光的利用效率。 又，混色裝置由於根據各原色光的光學的性質來進行 選擇性的透過及反射而進行混色得到白色光，因此即使是 利用在特性上具有變動而便宜的光源、例如利用便宜的發 光二極體，也能夠提高經混色之白色光的色純度。 例如當混色裝置利用分色稜鏡、分光稜鏡、分光板， 而藉由形成在上述光學構件的薄膜進行選擇性的透過及反 射時，由於藉著改變所形成的薄膜的材料、膜厚能夠控制 透過條件、反射條件，因此能夠容易進行提高色純度的調 整。 又，即使將導光板之光射入面厚度相較於上述混色裝 置的白色光光射出面大幅地設薄時，藉由如可將從混色裝 置射出的白色光全部地入射到導光板之光射入面般地進行 導光的光學元件，則能夠在不降低光的利用效率的情形下 來因應。 -17- (15) (15)1308978 當利用本發明的背光裝置來照明具備有濾色器的液晶 顯示面板時，由於能夠使在 CIE色度圖中的 NTSC( National Television System Committee)方式的色度範圍的 100〜120%左右再現，因此能夠因應色域較NTSC爲寬之 作爲色空間的s Y C C的色再現性範圍。 本發明之又其他的目的、由本發明所得到之具體的優 點在以下可從參照圖面所說明之實施形態的說明更加明白 【實施方式】 以下請參照圖面詳細地說明本發明的照明裝置及背光 裝置。 首先說明構成本發明所適用之背光裝置的背光單元。 該背光單元30如圖1所示般至少具備有導光板10、光 源部20A及光源部20B。背光單元30是一用於照明大畫面 的液晶顯示面板、例如]7英吋大小之液晶顯示面板的背光 JJ-μ Ρ?3 裝置。 圖1所示的導光板1 0例如是一縱橫比爲9 : 1 6，而在紙 面的縱深方向具有一定之厚度之透明的導光板。導光板10 的尺寸則配合於所照明之液晶顯示面板的尺寸、例如1 7英 吋大小之液晶顯示面板同樣地被設成1 7英吋的大小。 此外，導光板1 0的大小是根據由利用該導光板1 0的背 光單元30所照明之液晶顯示面板的尺寸來決定而並不是用 來限定本發明。 -18- (18) 1308978 光二極體所發出的紅色、綠色、青色混色成白色光的混色 裝置則使用一具有可根據波長的差異而選擇性地進行透過 、反射之2個波長選擇透過反射面的分色稜鏡。 構成使用在本發明之背光單元30的光源部20A、20B 的照明裝置則可以使用各種的照明裝置。在此，則依序說 明能夠使用在本發明中之照明裝置的數個例子。 首先說明其中一個的照明裝置2 1。該照明裝置2 1則 如圖3所示般具備有：發光二極體22R、22G、22B、分別 被配設在該些發光二極體22R、22G、22B的發光面側的 集光透鏡23R、23G、23B、三角稜鏡24、25、及分色稜鏡 26。三角稜鏡24、25則被配設在集光透鏡23R、23B的光 射出面側，而分色稜鏡26則被配設在集光透鏡23G的光 射出面側。 此外在以下的說明中當發光二極體22R、22G、22B、 集光透鏡2 3 R、2 3 G、2 3 B不需要個別地加以區分時，則 分別總稱爲發光二極體22、集光透鏡23。 分色稜鏡2 6與三角稜鏡24、2 5則分別如不密接般地經 由空氣層Air被配設。在圖3中雖然是誇張地來表示該空 氣層Air，但爲了要使所導光的光的損失成爲最小，則實 際上成爲一 μη級的層。該空氣層Air則是由將直徑爲 0.5 μπι左右的塑膠製的珠子（beads)分別配設在三角稜鏡24 與分色棱鏡26之間、三角稜鏡25與分色稜鏡26之間而形成 〇 如此所配設的三角稜鏡24、25、及分色稜鏡26則是一 -21 - (19) (19)1308978 將由發光二極體22所發出的光經由集光透鏡23而入射且加 以混色而得到白色光的混色裝置。 發光二極體22R、22G、22B則分別發出顯示紅色、 綠色、青色之波長領域的光。而當作發光二極體22R、 22G、22B來使用的發光二極體則可以是能夠滿足上述要 件的任何東西。例如用來特定出所發出的光之指向形態的 發光二極體的形狀則可以使用高圓頂（High-Dome)型、低 圓頂（Low-Dome)型、平坦（Flat)型等的發光二極體。 以下的一例則表示使用在照明裝置21之發光二極體 2 2R、22G、22B 的規格。 發光二極體22R :紅色（發光色）、625nm(中心波長）、 (High-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體22G :綠色（發光色）、5 3 0nm(中心波長）、 (High-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體22B :品藍色（發光色）、455nm(中心波長） 、（High-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 集光透鏡23R、23G、23B則分別將從發光二極體22R 、22 G、22B所發出的紅色、綠色、青色的光入射到三角 稜鏡24、分色稜鏡26'三角稜鏡25。由發光二極體22R、 22G、22B所發出的紅色、綠色、青色的光由於成爲一具 有擴散成放射狀而前進之指向性的發散光，因此會藉由各 集光透鏡23H、23G、23B而折射成爲平行光。實際上只 有數百分比左右的光不成爲完全的平行光，而是一具有若 干的發散傾向的光而從集光透鏡23R、23G、23B被射出 -22- (20) 1308978 該集光透鏡23藉由將從發光二極體22所發出的發散光 設成平行光，則在藉由後段的三角稜鏡24、2 5、及分色稜 鏡2 6進行導光而混色成白色光的前段能夠抑制漏出到各稜 鏡外的光。因此能夠提高對於由發光二極體2 2所發出的光 的光利用效率。
集光透鏡2 3是一球面透鏡或非球面透鏡’材料則可以 利用例如BK-7(商品名：SCHOTT公司）、NBFD1 3(商品名 :H0YA公司）、SF1(商品名：SCHOTT公司）所製造的光 學玻璃。 在集光透鏡23的表面被覆反射防止膜（AR被覆）而讓 透鏡表面的反射降低而提高透過率。例如在集光透鏡23的 表面被覆由MgF2所構成的單層的反射防止膜、或由介電 體多層膜所構成的多層被覆膜等。 在集光透鏡2 3 R、2 3 G、2 3 B的光射入面側則如圖4所 示般地可以分別將福雷聶爾透鏡27R、27G、27B配置成 爲一體。此外當不需要個別地區分福雷聶爾透鏡27R、 2 7 G、2 7 B時則總稱爲福雷聶爾透鏡2 7。 福雷聶爾透鏡27是一將同心圓狀的多個稜鏡形成爲階 梯狀的透鏡，而利用丙稀酸樹脂而射出成形。如圖4所示 · 般地藉由將該福雷聶爾透鏡27配置在集光透鏡23的前段’ 能夠有效地發揮集光透鏡23的的功能、亦即，使發散光能 被校準（collimate)地產生折射。 福雷聶爾透鏡27，即使集光透鏡23是球面透鏡或非球 -23- (21) (21)1308978 面透鏡的其中一者，則如圖4所示般藉由配置在集光透鏡 23的前段，集光透鏡23可以將發散光實施校準。當集光透 鏡23爲非球面透鏡而使用福雷聶爾透鏡27時’則更可以有 效地使發散光成爲平行光。 如此般，當將福雷聶爾透鏡2 7與集光透鏡2 3組合在一 起使用時，則集光透鏡23可以取代昂貴的光學透鏡’而改 採由便宜的聚碳酸酯樹脂所形成者。當將福雷聶爾透鏡2 7 與集光透鏡2 3組合在一起使用時，則即使集光透鏡2 3是以 聚碳酸酯樹脂來形成時’也可以得到與單獨使用一個由光 學玻璃形成的集光透鏡23的情形同樣的效果’ 又，在福雷聶爾透鏡27也與集光透鏡23同樣地實施反 射防止膜（AR被覆）而讓透鏡表面的反射降低.而提阔透過 率。 又，集光透鏡23可以如使光射入面成爲福雷聶爾透鏡 27般地一體形成。連福雷聶爾透鏡27的福雷聶爾面的形狀 也可以是球面狀或非球狀的其中一者。 再度回到圖3來說明照明裝置2 ]的構成。三角稜鏡2 4 、25是一將底邊設爲直角二等邊三角形的直角稜鏡，而分 別地被設在集光透鏡23R、23B的光射出面側。在三角稜 鏡24、25之各自的斜面Hb、25b則形成反射膜，而將從 光射入面24a、25a所入射的光進行反射或全反射而導引 到光射出面2 4 c、2 5 c。 例如在斜面24b、25b可以蒸鍍鋁或銀等而形成反射 膜。當在斜面2 4 b、2 5 b黑鍍銀時’則爲了要防止所蒸鍍 -24- (22) 1308978 的銀產生氧化乃蒸鍍Si02等的保護膜。 分色稜鏡26是一被設在集光透鏡23G之光射 立方體的稜鏡。 分色稜鏡26是由將可讓在由發光二極體22G 綠色光之波長領域以下的可見光透過，而將其他 長領域的可見光 '亦即，由發光二極體22R所發 光反射的第1波長選擇透過反射面28、及可讓在 光之波長領域以上的可見光透過，而將其他以外 域的可見光、亦即，由發光二極體22B所發出之 射的第2波長選擇透過反射面29交差成X字狀而班 該分色稜鏡26的第1波長選擇透過反射面28、 選擇透過反射面29是一由真空蒸鎪法或噴濺法之 法所形成的介電體多層膜。因此藉由根據所使用 二極體22的特性來改變材料或膜厚等來形成介電 可以自由地控制使其產生透過及反射的波長領域 其產生截斷（CUT OFF)的波長領域。 例如由發光二極體22R所發出之紅色光的波 由發光二極體22G所發出之綠色光的波長領域則 極體的特性上存在有若千重疊的波長領域。該重 領域的光在人眼來看則呈現不是紅色也不是綠色 而綠色光與青色光的情形也同樣地存在有重疊的 〇 當如此般地將紅色光、綠色光、青色光混色 色光時，則經由液晶顯示面板之濾色片的光的色 出面側的 所發出之 以外的波 出之紅色 上述綠色 的波長領 青色光反 ;成。 第2波長 薄膜形成 的各發光 體多層膜 、亦即使 長領域與 在發光二 疊的波長 的色調。 波長領域 而產生白 純度會降 -25- (23) (23)1308978 低。在此藉由截斷（c U T 0 F F)該重疊的波長領域能夠將輝 度稍微降低者的色純度大幅地提高。 此外，雖然可以不使波長領域產生重疊地來設計各發 光二極體22的特性，但是卻非常浪費成本。因此如此般在 照明裝置2 1中藉由調整用來形成分色稜鏡2 6的第1波長 選擇透過反射面28、第2波長選擇透過反射面29的介電體 多膜層漠而能夠控制色純度，因此能夠使用特性會有變動 但便宜的發光二極體作爲發光二極體22。 又，在分色稜鏡26的表面則被覆反射防止膜（AR被覆 )、例如由介電體多層膜所形成的多層被覆膜而讓透鏡表 面的反射降低而提高透過率。 如此般分色稜鏡26會使得由發光二極體22G所發出而 經由集光透鏡23G所入射的綠色光透過第1波長選擇透過 反射面28、第2波長選擇透過反射面29。 又，分色稜鏡26會使得由發光二極體22R所發出而經 由集光透鏡23R、三角稜鏡24所入射的紅色光藉由第1波長 選擇透過反射面2 8而反射。 更且，分色稜鏡26藉著由發光二極體22B所發出而經 由集光透鏡23B、三角稜鏡25所入射的青色光藉由第1波長 選擇透過反射面29而反射 來產生由綠色光、紅色光、青色光混色而成的白色光 而將其射出。 在此則針對分色稜鏡2 6、三角稜鏡2 4、2 5在分別不密 接的情形下經由空氣層A i r來配設的情形。此外’由於由 • 26- (24) (24)1308978 在三角稜鏡24與分色稜鏡26之間設置空氣層Air所得到的 效果和在由在三角稜鏡2 5與分色稜鏡2 6之間設置空氣層 Air所得到的效果完全相同，因此只利用三角稜鏡24與分 色稜鏡2 6來說明。 首先檢討將三角稜鏡24與分色稜鏡26呈密接狀地來配 設的狀態。此時在臨界角度以上入射到光射出面24c的光 的成分則是在未在光射出面2 4 c進行全反射的情形下透過 ，而從光射入面24b入射到分色稜鏡26。該光的成分由於 是在保持在臨界角度以上的狀態下入射到分色稜鏡26，因 此會在未入射到第1波長選擇透過反射面28的情形下從光 射出面26d以紅色光的形態射出，因此.導致光的利用效率 降低。 在此當如上所述般地讓空氣層Air位於三角稜鏡24與 分色稜鏡26之間來配置時，則當從集光透鏡23R所射出的 紅色光爲完全的平行光時，則從三角稜鏡24的光射入面 24a所入射的光則藉由斜面24b被全反射而朝著相對於光 射出面24c呈垂直的方向射出而入射到分色稜鏡26的第1 波長選擇透過反射面28。 又，從集光透鏡2 3 R所射出的紅色光即使未成爲完全 的平行光，而具有若干的發散傾向而從三角稜鏡24的光射 入面24a入射時，也會在三角稜鏡24內反覆地進行全反射 及反射而從光射出面24c射出。此時’在入射到光射出面 24c的光中’在臨界角度以上所入射的光的成分則在光射 出面24c被全反射’且在斜面24b被反射。在斜面24b被 -27- (25) 1308978 反射的光則從分色稜鏡2 6的光射入面2 6 b入射，而確實地 入射到第1波長選擇透過反射面28，而與從光射出面26d 所射出的白色光混色。因此不會產生當讓分色棱鏡26與三 角稜鏡24密接時之光的利用效率降低的情形而能夠產生白 色光。 但是隨著液晶顯示裝置的薄形化，則也要求背光單元 3 〇、亦即導光板1 0也能夠薄形化。 但是光源部20A、20B的照明.裝置2 1則根據發光二極 體22的形狀來決定大槪的大小，而連用來射出已經混色之 白色光的射出口的大小則至少必須要有相當於分色稜鏡2 6 的光射出面26d的面積。因此當將導光板10的厚度配合該 光射出面2 6 d的形狀時，則無法使導光板1 〇薄形化，相反 地當要將導光板1 〇的厚度薄形化時，由於形狀不一致，因 此會有白色光從光射出面2 6 d漏出而使得光的利用效率大 幅地降低的問題。 在此，照明裝置照明裝置2 1則如圖5 A、5B所示般， 在與導光板10之間具備有光學元件31以作爲讓分色稜鏡26 的光射出面26d的形狀能夠與導光板1〇的厚度配合的連接 器來使用。 圖5A爲一以導光板1〇的光射出面12作爲正面的圖， 圖5B爲圖5A的B-B線斷面圖。光學元件.3 1的光射入面 31a則設成與分色稜鏡26的光射出面26d相同的形狀。光 學兀件31的光射出面31b則是一一邊爲與圖5A所示的分 色稜鏡2 6的橫向寬度W相同的寬度w，而另外—邊則爲 -28- (26) (26)1308978 與圖5B所示的導光板10的厚度d相同之厚度d的長方形 〇 如此般光學元件3 1的光射出面3 1 b則根據導光板1 〇的 厚度而成爲較光射入面31a的面積爲小，而光學元件31的 整體的形狀則爲從光射入面3 1 a側開始以一定的角度的推 拔狀逐漸地減少的梯形形狀。 如圖6所示般從分色稜鏡26的光射出面26d射出的白 色光則被入射到該光學元件3 1的光射入面3 1 a，而藉由附 設有一定角度的光反射面31c、31d —邊進行全反射一邊 進行導光，而經由光射出面31b入射到導光板1〇的光射入 面 1 1 B、1 1 A。 如此般藉由光學元件31的光反射面31c、31d被全反 射而從光射出面3 1 b被射出的白色光則從相對於導光板1 〇 的光射入面11A、11B呈垂直的方向開始一邊具有若干角 度一邊被入射。 已經入射到導光板10的白色光雖然一邊在導光板10內 進行全反射而一邊被導光，但是如上所述般藉由在導光板 10的光反射面13所形成的點圖案或稜鏡圖案而在光射出面 1 2側被建立。此時，相對於導光板1 0的導光方向完全平行 的光的成分則是在未在導光板10內被全反射的情形下被導 光。如此的光的成分則未被入射到光反射面1 3，亦即，由 於未被入射到點圖案或稜鏡圖案，因此未朝光射出面1 2方 向被建立。因此，會因爲該光的成分而導致從導光板10 的光射出面1 2所射出的光的正面輝度降低。 -29- (27) (27)1308978 在此’先學兀件31藉者將從分色稜鏡26所射出的白色 光一邊進行全反射一邊進行導光而入射到導光板10，而可 以減少與導光板1的導光方向完全平行的光的成分而能提 闻正面輝度。 形成光學元件3 1的材料則可以使用能夠控制在使從分 色稜鏡26被射出而入射的白色光進行全反射的折射率的光 學玻璃 '白板玻璃、丙烯酸樹脂等。 又，照明裝置2 1可取代該光學元件3丨，而改採如圖 7A、圖7B所示之由2個的反射鏡32A、32B所構成的光學 元件32。反射鏡32A、32B則是在例如由白板玻璃等所形 成的板（PLATE)狀之基板的一面設置反射膜，而將已形成 有該反射膜的面當作反射面32a、32b。構成反射面32a、 3 2 b的反射膜則是由將鋁或銀等實施蒸鍍而形成。在此， 當將銀實施蒸鍍來形成反射膜時，爲了要防止反射膜產生 氧化，則在反射膜上蒸鍍S i 0 2等的保護膜。又，反射面 3 2a、3 2b也可以藉由將已經蒸鍍在反射膜上的鋁或銀貼 設在由白板玻璃等所形成的基板上而形成。當使用已經蒸 鍍有鋁或銀的捲紙時，由於能夠一次即貼設在大的面積， 因此能夠大量地生產反射鏡3 2 A、3 2 B。 反射鏡3 2 A、3 2 B分別所具有的反射面3 2 a、3 2 b則被 配設成與光學元件3]的光反射面31c、31d相同的角度。 如此的光學元件32則是將從分色稜鏡26所射出的白色光一 邊進行反射或全反射一邊進行導光而入射到導光板I 0。此 外，光學元件3 2由於會發揮與光學元件3 1完全相同的功能 -30- (28) (28)1308978 ，因此省略了詳細的說明。 又，照明裝置2 1如圖7A、圖7‘B所示般一邊利用2個的 反射鏡，而一邊如圖7 C所示般將其中一個的反射鏡3 3 B， 將反射面3 3 b如與導光板1 〇的光的導光方向呈平行般地配 置，且讓另一個反射鏡3 3 A傾斜來配置而構成光學元件3 3 。此時，另一個的反射面33a則在分色稜鏡26側將與其中 一個反射鏡3 3 A的間隔設爲相當於光射出面2 6 d的寬度的 間隔，而在導光板1 〇側如具有與其中一個的反射鏡厚度d 大約相同的間隔般地傾斜來配置。連圖7 C所示的光學元 件33，由於具有與圖7A、圖7B所示的光學元件31、32完 全相同的功能，因此請參照圖7A、圖7B所示的光學元件 3 1、3 2的說明而省略其說明。 又，照明裝置21則也可以取代在上述圖5及圖6所示的 光學元件3 1，而改採圖8A '圖8B所示的光學元件34。該 光學元件34則如圖8B所示般是由一對具有相同形狀的第1 及第2光學元件35、36組合而成。 第1及第2光學元件35、36則在基端部側設有供從分色 稜鏡26的光射出面26d所射出的白色光入射的光射入面 3 5 a ' 3 5 b。由該些光射入面3 5 a、3 5 b組合而成的形狀則 與分色稜鏡26的光射出面26d的形狀相同。又，在第1及 第2光學元件35、36的前端部側所形成的光射出面35b、 3 6b的面積則根據導光板1〇的厚度而較光射入面35a、36a 的面積爲小。爲了在如此之基端部側及前端部側實現形狀 ，因此第1及第2光學元件35、36的斷面形狀成爲從光射入 -31 - (29) (29)1308978 面35a、3 6a側開始朝光射出面35b、36b寬度逐漸地變細 之前端較細的梯形形狀。 從分色稜鏡2 6的光射出面2 6 d所射出的白色光則從光 射入面35a、36a分別入射到第1及第2光學元件35、36， 而藉由光反射面35c、35d及在光反射面36c' 36d分別一 邊進行全反射而一邊進行導光，而從光射出面35b、3 6b 入射到導光板1 0的光射入面1 I B或1 1 A。 在此所使用的光學元件34由於是由第1及第2光學元件 35、36的2個的光學元件所構成，因此相較於上述一體的 光學元件3 1，則相對於導光板1 0以一定的角度而入射，且 入射到在光反射面1 3所形成的點圖案或稜鏡圖案的光的成 分會大幅地增加。因此能夠更有效地減少與導光板1 〇的導 光方向完全平行的光的成分而能夠大幅地提高正面輝度。 具備有如此之光學元件3 1、3 2、3 3或3 4的照明裝置2 1 則圖9所示般地分別被配射在導光板1 0的光射入面1 1 A或 1 1 B側。此時被配設在其中一個的光射入面1 1 A的照明裝 置2 1與被配設在另一個的光射入面1 1 B的照明裝置照明裝 置2 1則如挾著導光板1 0般地使白色光射出面彼此相對地被 配置。又，分別被配設在光射入面1 1 A或1 1 B側的照明裝 置2 1則沿著光射入面1 1 A、1 1 B依據一定的間隔並列而配 設了多個而來構成光源部20A、20B。而分別被配設在光 射入面1 1 A或1 1 B側的照明裝置2 1則將由將從各自所具備 的發光二極體所發出的紅色光、綠色光、青色光混色而成 的白色光射出到導光板〗〇。 -32- (30) 1308978 但是藉著將如擴散片、棱鏡片般的片 1 0的光射入面1 1 A或1 1 B，則能夠使從導 面1 2產生面發光的白色光的輝度分佈變得: 當利用具備有上述圖5及圖6所示的光 裝置21來構成光源部20A、20B時，藉著 鏡片般的片類貼設在導光板1 〇的光射入面 成的擴散領域5的情形則表示在圖1 0。擴营 將片類貼附在與構成導光板1 0的光射入面 照明裝置21的光學元件31的光射出面31b 成。因此擴散領域5的橫向寬度W則與光 寬度W相同。 此外，擴散領域5如圖1 1所示般，由 光射入面1 1 A或1 1B上如將擴散片5a、第 稜鏡片5c依序積層在導光板10的光射入面 加以貼設而形成，因此當從光學元件31的 射出的白色光入射到擴散領域5時，則會_ 隨機地被擴散在導光板1 〇的橫方向而被導 〇 但是當在導光板10未設置上述的擴彰 光學元件31的光射出面31d所射出的光變 1 〇的橫方向被擴散，而從光射出面1 2所射 行均勻的面發光的情形下成爲一產生在視 程度的輝度分佈的光。亦即在從光射出面 產生有的地方亮、有的地方暗之輝度不均 類貼設在導光板 光板1 〇的光射出 均勻。 學元件3 1的照明 將如擴散片、稜 1 1 A或1 1 B而形 $[領域5則是藉著 1 1 A或1 1 B側之 相接的位置而形 學元件3 1的橫向 於在導光板1 0的 1稜鏡片5b、第1 1 1 A或1 1 B般地 光射出面3 1 d所 I由擴散領域5而 光到導光板1 0內 [領域5時，則從 得很難在導光板 出的光則在未進 覺上能夠辨識之 1 2所射出的光中 、例如產生線條 -33- (31) (31)1308978 狀的輝度不均情形的可能性會變高。 在此藉由在導光板〗〇設置擴散領域5，則在沿著導光 板1 〇之整個橫方向白色光可以毫無遺漏地分佈而能夠抑制 該輝度不均情形。 此外，擴散領域5的一例雖然是將擴散片5a、第1稜鏡 片5 b、第1稜鏡片5 d依序加以積層，但是在本發明中並不 限定於該種之片類的組合，只要是能夠得到上述的效果也 可以將任何一種片單獨或將數個適當地組合來形成。 用來形成擴散領域5的第1稜鏡片5b、第1稜鏡片5d則 可以使用例如BEFF系列（商品名：住友3M公司）、RBEFF 系列（商品名：住友3M公司）、DBEFF系列（商品名：住友 3M公司）等的輝度上昇薄膜。 又，如圖10所示般，在導光板1〇之光射入面11A、光 射入面1 1 B上之未設有擴散領域5的領域則形成有反射領 域6。反射領域6是由貼設已經蒸鍍有鋁或銀的反射片而形 成。 但是當在導光板〗〇未設有反射領域6時，則在從光射 入面11A所入射的白色光中，其中未從光射出面12被射出 而被導光到對向的光射入面11B的白色光會漏出。 反射領域6乃藉由反射來抑制在主要從對向的光射入 面入射而被導光的白色光中尙未從光射出面12被射出的光 漏到導光板10外，而能夠大幅地提高由發光二極體22所發 出的光的利用效率。 照明裝置照明裝置2 1相對於導光板1 0的配置則不限於 -34- (32) (32)1308978 如圖1或圖9所示的配置情形，也可以如圖1 2所示般只在一 側的光射入面 '其中一個的光射入面1 1 A側配置多個的照 明裝置2 1。此時，多個的照明裝置2 1也可以沿著光射入面 1 1 A呈並列地依據一定的間隔配置多個。亦即，只利用圖 9所示的其中一個的光源部20A而成爲如圖]2所示的背光 單元40。 此時，上述的擴散領域5、反射領域6只被形成在光射 入面1 1 A上。又，在光射入面1 1 B上則與反射領域6同樣 地能夠藉由貼設反射片來形成反射面7。反射面7能夠抑制 不爲光射出面1 2所射出但在導光板1 0內進行導光而從照明 裝置2 1所射出的白色光或是爲反射領域6所反射白色光從 導光板1 〇外部漏出的情形，而提高對於由發光二極體22所 發出的光的利用效率。 又，對於如圖1或圖9所示的背光單元30則是將原來使 用來射出白色光的白色光射出面彼此呈相對地被配置之照 明裝置21的其中一者在呈並列地被配置的導光板1〇的橫方 向上偏移半個（2分之1)的間距來加以配置，而使得射出白 色光的白色光射出面彼此能夠不相對地被配置。如此般針 對導光板1 〇之對向的光射入面1 1 A、π B ’藉由如使照明 裝置2 1之射出白色光的射出面偏移2分之1的間距地來配置 可以減少輝度不均的情形。 例如如圖1 3所示般’在圖9所示的其中一個的照明裝 置照明裝置2 1的位置不偏移的情形下將另一個的光源部 20B在導光板10的橫方向、亦即，圖13中的箭頭XI方向 -35- (33) (33)1308978 偏移1 / 2間距而來形成光源部2 〇 c。此時，由於偏移丨/2間 距而必須要去除1個的照明裝置2】，因此光源部2 0 C是由 1 1個的照明裝置2 1 C 1〜2 1 C 1 1所形成。如此般如圖1 3所示 般利用光源部20A與光源部20C作爲光源部而可以設爲背 光單元50。 此時能夠將上述擴散領域5、反射領域6形成在光射入 面11A及光射入面〗1B。又，圖12、圖13所示的背光單元 40、50的照明裝置21則也可以如圖1所示的背光單元30 般地利用光學元件3 1〜3 4的其中一者。 如此般，在本發明中並不限於照明裝置2 1對導光板1 0 之配置的形式，不管是那一種的配置形式皆能夠構成背光 DO -- 早兀。 如上所述般，光源部2 0 A、2 0 B的照明裝置2 1，除了 該照明裝置2 1外，但根據混色裝置的構造的差異可以使用 以下所示的照明裝置。其中一者即是一將藉由利用2個分 光稜鏡的混色裝置所混色而成的白色光射出的照明裝置， 另外一者則是一將藉由具有可根據波長的差異選擇性地進 行透過、反射之波長選擇透過反射面的板（plate)而構成的 混色裝置所混色而成的白色光射出的照明裝置。 首先利用圖Μ來說明將由發光二極體所發出的紅色、 綠色、青色的光混色成白色光的混色裝置利用2個分光稜 鏡的照明裝置6 1的例子。 該照明裝置6 1則如圖1 4所示般具備有：發光二極體 62R' 62G1' 62G2、62B、分別被配設在該些發光二極體 -36- (35) (35)1308978 同，因此省略其詳細的說明 如此所配設的三角稜鏡24、25、及分色稜鏡26則是一 將由發光二極體22所發出的光經由集光透鏡23而入射且加 以混色而得到白色光的混色裝置。 發光二極體62R、62B則分別發出顯示紅色、青色之 波長領域的光又，發光二極體62G1 ' G2均發出顯示綠色 之波長領域的光。 在此所使用的發光二極髏62R、62G1、62G2、62B則 只要是能夠滿足以上的要件即可。例如用來特定所發出之 光的指向形態的發光二極體的形狀則可以使用高圓頂 (High-Dome)型、低圓頂（L〇w-Dom_e)型、平坦（Flat)型等的 發光二極體。 以下的一例則表示使用在照明裝置6 1之發光二極體 62R、62G1' 62G2、62B 的規格。 發光二極體62R :紅色（發光色）、625nm(中心波長）、 (Low-Dome)型（形狀）、1W(消耗電力） 發光二極體62G1 :綠色（發光色）、530nm(中心波長） 、（Low-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體62G2:綠色（發光色）、530nm(中心波長） 、（Low-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體62B:品藍色（發光色）、455nm(中心波長） 、（Low-Dome)型（形狀）、3W(消耗電力） 集光透鏡63R、63G1、63G2、23B則分別將從發光二 極體62R、62G1、62G2、62B所發出的紅色、綠色、綠色 -38- (36) (36)1308978 、青色的光加以集光且入射到三角稜鏡64、分色稜鏡66、 67、三角稜鏡65。由發光二極體62R、62G1、62G2、62B 所發出的紅色、綠色、綠色、青色的光由於成爲一具有擴 散成放射狀而前進之指向性的發散光，因此會藉由各集光 透鏡63R、63G1、63G2、63B而折射成爲平行光。實際上 只有數百分比左右的光不成爲完全的平行光，而是一具有 若干的發散傾向的光而從集光透鏡63R、63G1、63G2'、 6 3 B被射出。 該集光透鏡63藉由將從發光二極體62所發出的發散光 設成平行光，則在藉由後段的三角稜鏡64、65、及分色棱 鏡66、6 7進行導光而混色成白色光的前段能夠抑制漏出到 上述稜鏡外的光。因此能夠提高對於由發光二極體62所發 出的光的光利用效率。 集光透鏡6 3是一球面透鏡或非球面透鏡，材料則可以 利用例如BK-7(商品名：SCHOTT公司）、NBFD13(商品名 :H0YA公司）、SF1(商品名：SCHOTT公司）所製造的光 學玻璃。 在集光透鏡63的表面被覆反射防止膜（AR被覆）而讓 透鏡表面的反射降低而提高透過率。例如在集光透鏡63的 表面被覆由MgF2所構成的單層的反射防止膜、或由介電 體多層膜所構成的多層被.覆膜等。 如圖15所示般在集光透鏡63R、63G1、63G2、63B的 光射入面側則可以分別將福雷聶爾透鏡69R、69G 1、69G2 、6 9B與各集光透鏡63配置成爲一體。 -39- (37) (37)1308978 此外當不需要個別地區分福雷聶爾透鏡69R、69G1、 69G2、69B時則總稱爲福雷聶爾透鏡69。 福雷聶爾透鏡6 9是一將同心圓狀的多個稜鏡形成爲階 梯狀的透鏡，而利用丙稀酸樹脂而射出成形。如圖1 5所示 般地藉由將該福雷聶爾透鏡6 9配置在集光透鏡6 3的前段， 能夠有效地發揮集光透鏡63的功能、亦即，使發散光能被 校準（collimate)地產生折射。 福雷聶爾透鏡69，即使集光透鏡63是球面透鏡或非球 面透鏡的其中一者，則可以如圖15所示般地來使用。當集 光透鏡23爲非球面透鏡而使用福雷聶爾透鏡69時，則更可 以有效地使發散光成爲平行光。 如此般，當將福雷嘉爾透鏡69與集光透鏡63組合在一 起使用時，則集光透鏡63可以取代昂貴的光學透鏡，而改 採由便宜的聚碳酸酯樹脂所形成者。當將福雷聶爾透鏡69 與集光透鏡6 3組合在一起使用時，則即使集光透鏡6 3是以 聚碳酸酯樹脂來形成時，也可以得到與單獨使用一個由光 學玻璃形成的集光透鏡6 3的情形同樣的效果。 又，在福雷聶爾透鏡69也與集光透鏡63同樣地實施反 射防止膜（AR被覆）而讓透鏡表面的反射降低而提高透過 率。 又，集光透鏡63可以如使光射入面成爲福雷聶爾透鏡 6 9般地一體形成。連福雷聶爾透鏡6 9的福雷最爾面的形狀 也可以是球面狀或非球狀的其中一者。 再度回到圖1 4來說明照明裝置6 1的構成。三角稜鏡64 -40- (38) Ϊ308978 、65是一將底邊設爲直角二等邊三角形的直角稜鏡，而分 別地被設在集光透鏡63 R、63B ^光射出面側。在三角稜 鏡64、65之各自的斜面64b、65b則形成反射膜，而將從 光射入面64a、65a所入射的光進行反射或全反射而導引 到光射出面6 4 c、6 5 c。 例如在斜面6 4 b、6 5 b可以蒸鍍鋁或銀等而形成反射 膜。當在斜面64b、65b蒸鍍銀時，則爲了要防止所蒸鍍 的銀產生氧化乃蒸鍍Si02等的保護膜。 分光棱鏡66、67分別是一被設在集光透鏡63G1、 6 3 G2之光射出面側的立方體的稜鏡。 分光稜鏡66是由將可讓在由發光二極體62G1所發出 之綠色光之波長領域以上的可見光透過，而將其他以外的 波長領域的可見光、亦即，在由發光二極體62B所發出之 青色光的第1振動面上振動的直線偏光反射而讓在與第1振 動面呈垂直的第2振動面上振動的直線偏光透過的第1透過 反射面66B、及可讓在由發光二極體62G1所發出之綠色光 之波長領域以下的可見光透過，而將其他以外的波長領域 的可見光、亦即，在由發光二極體62R所發出之紅色光的 第1振動面上振動的直線偏光反射而讓在第2振動面上振動 的直線偏光透過的第2透過反射面66R交差成X字狀而形 成。 在本發明的實施形態中，會了便於說明起見則將在第 1振動面上振動的直線偏光稱爲S型的直線偏光、S偏光 ，而在第2振動面上振動的直線偏光稱爲P型的直線偏光 -41 - (39) (39)1308978 、P偏光。 第1透過反射面66B與第2透過反射面66R則均會讓作 爲由發光二極體62G1所發出之綠色光之彼此直交的直線 偏光的S偏光及P偏光透過。 分光稜鏡67是由將可讓在由發光二極體62G2所發出 之綠色光之波長領域以下的可見光透過，而將其他以外的 波長領域的可見光、亦即，由發光二極體62R所發出之紅 色光的S偏光反射而讓P偏光透過的第1透過反射面67R 、及可讓在由發光二極體62 G2所發出之綠色光之波長領 域以上的可見光透過，而將其他以外的波長領域的可見光 、亦即，由發光二極體62B所發出之青色光的S偏光反射 而讓P偏光透過的第2透過反射面67B交差成X字狀而形 成。 第1透過反射面67R與第2透過反射面67B則均會讓作 爲由發光二極體62G2所發出之綠色光之彼此直交的直線 偏光的S偏光及P偏光透過。 該分光棱鏡66的第1透過反射面66B、第2透過反射面 66R、分光稜鏡67的第1透過反射面67R '第2透過反射面 6 7B是一由真空蒸鍍法或噴濺法之薄膜形成法所形成的介 電體多層膜。因此藉由根據所使用的發光二極體62的特性 來改變所積層的膜構成或材料、膜厚等來形成介電體多層 膜可以自由地控制使其產生透過及反射的波長領域、亦即 使其產生截斷（CUT OFF)的波長領域。 藉由截斷在由各發光二極體62所發出之紅色光、綠色 -42- (43) 1308978 45度傾斜般地被配置。 光學板7 9則是如將其光學面7 9 a朝著集光透鏡7 3的方 向，而相對於分光板75呈135度，相對於分光板76呈45度 傾斜般地被配置。 發光二極體72R、72G、72B則分別發出顯示紅色、 綠色、青色之波長領域的光。而當作發光二極體72R、 72G' 72B來使用的發光二極體則可以是能夠滿足上述要 件的任何東西。例如用來特定出所發出的光之指向形態的 發光二極體的形狀則可以使用高圓頂（High-Dome)型、低 圓頂（Low-Dome)型、平坦（Flat)型等的發光二極體。 以下的一例則表示使用在照明裝置7 1之發光二極體 72R、72G、72B 的規格。 發光二極體72R :紅色（發光色）、625nm(中心波長）、 Flat型（形狀）、1W(消耗電力） 發光二極體72G:綠色（發光色）' 5 30nm(中心波長）、 Flat型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體72B :品藍色（發光色）、45 5nm(中心波長） ' Flat型（形狀）、1W(消耗電力） 集光透鏡73R、73G、73B則分別將從發光二極體72R 、72 G、72B所發出的紅色、綠色、青色的光入射到反射 鏡74、分光板75、分光板76。由發光二極體72R、72G、 72B所發出的紅色、綠色、青色的光由於成爲一具有擴散 成放射狀而前進之指向性的發散光，因此會藉由各集光透 鏡73R、73G ' 73B而折射成爲平行光。實際上只有數百 -46 - (44) (44)1308978 分比左右的光不成爲完全的平行光，而是一具有若干的發 散傾向的光而從集光透鏡73R、73G、73B被射出。 該集光透鏡73藉由將從發光二極體72所發出的發散光 設成平行光，則在藉由後段的反射鏡74、及分光板75、分 光板76將紅色光、綠色光、青色光進行導光而混色成白色 光的前段能夠抑制從上述鏡及板所漏出的光。因此能夠提 高對於由發光二極體72所發出的光的光利用效率。 集光透鏡73是一球面透鏡或非球面透鏡，材料則可以 利用例如B K - 7 (商品名：S C Η Ο T T公司）、N B F D 1 3 (商品名 :ΗΟΥΑ公司）、SF1(商品名：SCHOTT公司）所製造的光 學玻璃。 在集光透鏡73的表面被覆反射防止膜（AR被覆）而讓 透鏡表面的反射降低而提高透過率。例如在集光透鏡73的 表面被覆由MgF2_所構成的單層的反射防止膜、或由介電 體多層膜所構成的多層被覆膜等。 如圖17所示般在集光透鏡73R、73G、73B的光射入 面側則可以分別將福雷聶爾透鏡80R、80G、80B與各集 光透鏡73配置成一體。此外當不需要個別地區分福雷聶爾 透鏡8 0 R、8 0 G、8 0 B時則總稱爲福雷聶爾透鏡8 0。 福雷聶爾透鏡80是一將同心圓狀的多個稜鏡形成爲階 梯狀的透鏡，而利用丙稀酸樹脂而射出成形。如圖1 7所示 般地藉由將該福雷聶爾透鏡80配置在集光透鏡73的前段’ 能夠有效地發揮集光透鏡73的功能、亦即，使發散光能被 校準（collimate)地產生折射。 -47- (45) 1308978 福雷聶爾透鏡8 0，即使集光透鏡7 3是球面透鏡或非球 面透鏡的其中一者，則可以如圖1 7所示般地來使用。當集 光透鏡73爲非球面透鏡而使用福雷聶爾透鏡80時’則更可 以有效地使發散光成爲平行光。 如此般，當將福雷聶爾透鏡80與集光透鏡73組合在一 起使用時，則集光透鏡73可以取代昂貴的光學透鏡’而改 採由便宜的聚碳酸酯樹脂所形成者。當將福雷聶爾透鏡80 與集光透鏡73組合在一起使用時，則即使集光透鏡73是以 聚碳酸酯樹脂來形成時，也可以得到與單獨使用一個由光 學玻璃形成的集光透鏡73的情形同樣的效果， 又，在福雷聶爾透鏡80也與集光透鏡73同樣地實施反 射防止膜（AR被覆）而讓透鏡表面的反射降低而提高透過 率。 又，集光透鏡73可以如使光射入面成爲福雷聶爾透鏡 8 0般地一體形成。連福雷聶爾透鏡80的福雷聶爾面的形狀 也可以是球面狀或非球狀的其中一者。 再度回到圖1 6來說明照明裝置7 1的構成。反射鏡74則 在例如由白板玻璃等所形成的基板的一面設置反射膜而形 成反射面74a。反射鏡74則如使其作爲主面的反射面74a 相對於集光透鏡73R的光軸呈45度傾斜般地被配置在集光 透鏡73R的射出面側。 在反射鏡74的反射面74a則例如蒸鍍有鋁或銀等的反 射膜。當在反射面7 4 a蒸鍍銀反射膜時，則爲了要防止所 蒸鑛的銀產生氧化乃蒸鑛Si〇2等的保護膜。又，反射面 -48- (46) (46)1308978 74a也可以藉由將鋁或銀蒸鍍在捲紙上，而將已經蒸鍍的 捲紙貼在一起來形成薄膜。當使用已經蒸鍍有鋁或銀的捲 紙時，由於能夠增加一次可以蒸鍍的面積，因此能夠進行 大量的生產。 反射鏡74的反射面74a則將從集光透鏡73R所射出的 紅色光進行反射或全反射而射出到分光板75。 分光板7 5、7 6則如上所述般如使其主面相對於集光透 鏡73G、73B的光軸呈45度傾斜般地分別被配置在集光透 鏡7 3 G、7 3 B的光射出面側。 分光板75則具有可讓由發光二極體72R所發出且經由 集光透鏡73R而爲反射鏡74所反射之紅色光的波長領域的 可見光透過的波長選擇透過面75a'與可讓已經透過波長 選擇透過面7 5a的上述紅色光再透過，而將由發光二極體 72G所發出而經由集光透鏡73G所入射之綠色光的波長領 域的可見光加以反射的波長選擇透過面75 b。 分光板76則具有可讓由發光二極體72B所發出且經由 集光透鏡73B所入射之青色光的波長領域的可見光透過的 波長選擇透過面76a、與可讓已經透過波長選擇透過面76a 的上述青色光再透過，而將從分光板75所射出而由發光二 極體72R、72G所發出的紅色光、綠色光加以反射的波長 選擇透過面76b。 該分光板75的波長選擇透過面75a、波長選擇透過面 75b、分光板76的波長選擇透過面76a、波長選擇透過面 7 6b是一由真空蒸鍍法或噴濺法之薄膜形成法所形成的介 -49- (47) (47)1308978 電體多層膜。因此藉由根據所使用的發光二極體7 2的特性 來改變所積層的膜構成或材料、膜厚等來形成介電體多層 膜可以自由地控制使其產生透過及反射的波長領域、亦即 使其產生截斷（CUT OFF)的波長領域。 藉由截斷在由各發光二極體72所發出之紅色光、綠色 光、青色光中產生重疊的波長領域，而能夠提高從照相裝 置71所射出的白色光的色純度。 此外，雖然可以不使波長領域產生重疊地來設計各發 光二極體7 2的特性，但是卻非常浪費成本。因此如此般在 照明裝置7 1中藉由調整用來形成分光板7 5的波長選擇透過 面75a、波長選擇透過面75b、分光板76的波長選擇透過面 7 6a、波長選擇透過面76b的介電體多層膜而能夠控制色 純度，因此能夠使用特性會有變動但便宜的發光二極體作 爲發光二極72。 如此般藉由分光板76的波長選擇透過面76a讓青色光 透過，而藉由波長選擇透過面76b讓紅色光、綠色光反射 而將該青色光、紅色光、綠色光混色爲白色光。 反射鏡77、7 8則分別在例如由板金等所形成的基板的 —面被覆反射膜而形成反射面77a、78a。 反射鏡77會將在從集光透鏡73R所射出的紅色光中， 其中未成爲平行光但是具有發散傾向被射出而未入射到反 射鏡74的反射面74a的光、更且雖然被反射鏡74的反射面 74a所反射但未被入射到分光板75的光入射到分光板75的 波長選擇透過面75a。 -50- (48) (48)1308978 反射鏡78會將在從集光透鏡73B所射出的青色光中， 其中未成爲平行光但是具有發散傾向被射出而未入射到分 光板76的光入射到分光板76的波長選擇透過面76a。 在反射鏡77、78的反射面77a、78a則例如蒸鍍有鋁 或銀等的反射膜。當在反射面77a、78a蒸鍍銀反射膜時 ，則爲了要防止所蒸鑛的銀產生氧化乃蒸鑛Si02等的保 護膜。又，反射面77a也可以藉由將鋁或銀蒸鍍在捲紙上 ，而將已經蒸鍍的捲紙貼在一起來形成薄膜。當使用已經 蒸鍍有鋁或銀的捲紙時，由於能夠增加一次可以蒸鍍的面 積，因此能夠進行大量的生產。 光學板79則具備有在例如由光學玻璃或聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA)的丙烯酸樹脂等所形成的板狀的基板上形成 光學薄膜而成的光學面79a。光學面79a具有可根據被入 射到該光學面7 9a的光的入射角度來決定是否要讓入射光 透過或是否讓入射光反射的入射角度相關性。當入射到該 光學面79a的光的入射角度較所設定的値爲大時則將所入 射的光加以反射，而當爲其他的情形時則讓其透過。 例如藉由將從分光板76所射出的紅色光、綠色光、青 色光混色而得到的白色光則是以入射角度〇度及其附近的 角度而入射到光學面79a。光學板79的光學面79a則讓該 些白色光透過而射出。 另一方面，在已經透過分光板75的紅色光、爲分光板 7 5所反射的綠色光中具有發散傾向而射出的光則是以較上 述白色光更大的角度而入射到光學板79的光學面79a。光 -51 - (49) (49)1308978 學板79的光學面79a則將該些的紅色光、綠色光加以反射 而入射到分光板76的波長選擇透過面76b。 被光學板79的光學面79a所反射而入射到分光板76的 波長選擇透過面76b的紅色光、綠色光則被反射而與已經 透過波長選擇透過面76 a的青色光混色而成爲白色光。 如此般根據入射角度而透過或反射的光學板79的光學 面7 9 a，由於能夠有效地利用從分光板7 6所漏出的紅色光 、綠色光的成分，因此能夠提高從發光二極體72所發出之 光的利用效率。 光學板79的光學面79a是一藉由真空蒸鍍法或噴濺法 之薄膜形成法所形成的介電體多層膜。又，在光學板79的 光學面79a的表面則被覆反射防止膜（AR被覆），而讓透鏡 表面的反射降低而提高透過率。 分光板75會由發光二極體72R所發出而經由集光透鏵 73、反射鏡74所入射的紅色光在波長選擇透過面75a及波 長選擇透過面75b透過。 又，分光板75會讓由發光二極體72G所發出而經由集 光透鏡73G所入射的綠色光在波長選擇透過面75a被反射 〇 分光板76藉著讓由發光二極體72B所發出且經由集光 透鏡73B所入射之青色光在波長選擇透過面76a及波長選 擇透過面76b透過，而讓在反光板75所透過的紅色光、被 反射的綠色光在波長選擇透過反射面76b被反射而產生由 紅色光、綠色光、青色光混色而成的白色光而加以射出。 -52- (52) (52)1308978 8 2G、82B來使用的發光二極體則可以是能夠滿足上述要 件的任何東西。例如用來特定出所發出的光之指向形態的 發光二極體的形狀則可以使用高圓頂（High-Dome)型、低 圓頂（Low-Dome)型、平坦（Flat)型等的發光二極體。 以下的一例則表示使用在照明裝置8 1之發光二極體 82R、82G、82B 的規格。 發光二極體82R :紅色（發光色）、625 nm(中心波長）' Low-Dome型（形狀）、1W(消耗電力） 發光二極體82G :綠色（發光色）、5 3 0nm(中心波長）、 Low-Dome型（形狀）、3W(消耗電力） 發光二極體82B :品藍色（發光色）、45 5nm(中心波長） 、Low-Dome型（形狀）、1W(消耗電力） 集光透鏡83R、83G、83B則分別將從發光二極體72R 、72G、72B所發出的紅色、綠色、青色的光經由光學板 84而入射到反射鏡85、分光板86、分光板87。 由發光二極體82R、82G、82B所發出的紅色、綠色 、青色的光由於成爲一具有擴散成放射狀而前進之指向性 的發散光，因此會藉由各集光透鏡83R、83G、83B而折 射成爲平行光。實際上只有數百分比左右的光不成爲完全 的平行光，而是一具有若干的發散傾向的光而從集光透鏡 83R、83G、83B 被射出。 該集光透鏡83藉由將從發光二極體82所發出的發散光 設成平行光，則在藉由後段的反射鏡85、及分光板86、分 光板87將紅色光、綠色光、青色光進行導光而混色成白色 -55- (53) (53)1308978 光的前段能夠抑制從上述鏡及板所漏出的光°因此能夠提 高對於由發光二極體8 2所發出的光的光利用效率。 集光透鏡8 3是一球面透鏡或非球面透鏡’材料則可以 利用例如B K - 7 (商品名：S C Η Ο T T公司）、N B F D 1 3 (商品名 :ΗΟΥΑ公司）、SF1(商品名：SCHOTT公司）所製造的光 學玻璃。 在集光透鏡83的表面被覆反射防止膜（AR被覆）而讓 透鏡表面的反射降低而提高透過率。例如在集光透鏡83的 表面被覆由MgF2所構成的單層的反射防止膜、或由介電 體多層膜所構成的多層被覆膜等。 如圖1 8所示般在集光透鏡8 3 R、8 3 G、8 3 B的光射入 面側則可以分別形成福雷聶爾透鏡93R、93G、93B °福雷 聶爾透鏡93是一將同心圓狀的多個稜鏡形成爲階梯狀的透 鏡。此外當不需要個別地區分福雷聶爾透鏡93 R、93 G、 8 9 3時則總稱爲福雷聶爾透鏡9 3。 如圖18所示般藉由將該福雷聶爾透鏡93配置在集光透 鏡83的光射入面，能夠有效地發揮集光透鏡83的功能、亦 即，使發散光能被校準（collimate)地產生折射。 在集光透鏡83的光射入面所形成的福雷聶爾透鏡93 ’ 即使集光透鏡83是球面透鏡或非球面透鏡的其中一者’則 可以如圖1 8所示般地來使用。連福雷聶爾透鏡93的福雷聶 爾面的形狀也可以是球面狀或非球面狀的其中一者。 當將集光透鏡8 3設爲非球面透鏡而在光射入面側形成 使用福雷聶爾透鏡93時，則能夠更有效地將發散光設爲平 -56 - (54) (54)1308978 行光。 如此般，當在集光透鏡83的光射入面形成福雷聶爾透 鏡9 3時，則集光透鏡8 3的材料可以取代昂貴的光學透鏡， 而改採由便宜的聚碳酸酯樹脂所形成者。當在集光透鏡8 3 的光射入面形成福雷聶爾透鏡9 3時，則即使集光透鏡8 3是 以聚碳酸酯樹脂來形成時，也可以得到與單獨使用一個由 光學玻璃形成的集光透鏡83的情形同樣的效果， 又，在福雷聶爾透鏡93也同樣地實施反射防止膜（AR 被覆）而讓透鏡表面的反射降低而提高透過率。 反射鏡8 5則在例如由白板玻璃等所形成的基板的一面 被覆反射膜而形成反射面8 5 a。反射鏡8 5則如上所述般如 使其作爲主面的反射面8 5 a相對於集光透鏡8 3 R的光軸呈 45度傾斜般地被配置在集光透鏡83R的射出面側。 在反射鏡8 5的反射面8 5 a則例如蒸鍍有鋁或銀等的反 射膜。當在反射面8 5 a蒸鍍銀反射膜時，則爲了要防止所 蒸鍍的銀產生氧化乃蒸鍍Si02等的保護膜。又，反射面 8 5 a也可以藉由將鋁或銀蒸鍍在捲紙上，而將已經蒸鍍的 捲紙貼在一起來形成薄膜。當使用已經蒸鍍有銘或銀的捲 紙時，由於能夠增加一次可以蒸鍍的面積’因此能夠進行 大量的生產。 又，在即使是厚度爲如上所述般地來配置時也能夠自 立之例如200μιη〜300μιη左右的透明薄膜上蒸鑛上述的反 射膜而形成反射鏡85。 更且，不管是上述的那一種情形’爲了要提高所蒸鍍 -57- (55) (55)1308978 的金屬反射膜的反射率，也可以在金屬反射膜上蒸鍍反射 膜。 反射鏡8 5的反射面8 5 a則將從集光透鏡8 3 R所射出的 紅色光進行反射或全反射而射出到分光板8 6。 分光板86、8 7則分別如上所述般地如使其主面相對於 集光透鏡83R、83B的光軸呈45度傾斜般地被配置在集光 透鏡8 3 R ' 8 3 B的射出面側。 分光板86則具有可讓由發光二極體82R所發出且經由 集光透鏡8 3 R而爲反射鏡8 5所反射之紅色光的波長領域的 可見光透過的波長選擇透過面8 6a、與可讓已經透過波長 選擇透過面8 6a的上述紅色光再透過，而將由發光二極體 82G所發出而經由集光透鏡83G所入射之綠色光的波長領 域的可見光加以反射的波長選擇透過反射面8 6b。 分光板87則具有可讓由發光二極體82B所發出且經由 集光透鏡83B所入射之青色光的波長領域的可見光透過的 波長選擇透過面87a、與可讓已經透過波長選擇透過面87a 的上述青色光再透過，而將從分光板86所射出而由發光二 極體82R、82G所發出的紅色光、綠色光加以反射的波長 選擇透過反射面87b。 該分光板86的波長選擇透過面86a、波長選擇透過反 射面86b、分光板87的波長選擇透過面87a、波長選擇透過 反射面87b是一由真空蒸鍍法或噴濺法之薄膜形成法所形 成的介電體多層膜。因此藉由根據所使用的發光二極體82 的特性來改變所積層的膜構成或材料、膜厚等來形成介電 -58- (57) 1308978 1 1 B側。該反射面88b則能夠提供一與在圖1 0中所 在導光板1 〇之光射入面1 1 A或1 1 B側所形成的反身 相同的效果。 反射鏡89會將在從集光透鏡83B所射出的青色 其中未成爲平行光但是具有發散傾向被射出而未入 光板87的光入射到分光板87的波長選擇透過面87a。 在反射鏡88、89的各反射面88a、88b ' 89a則 鍍有銘或銀等的反射膜。當在各反射面88a、88b、 鍍銀反射膜時，則爲了要防止所蒸鍍的銀產生氧化 Si〇2等的保護膜。又，反射面88a、88b、89a也可 將已經蒸鍍了鋁或銀的捲紙貼在基板的.表面，而藉 或銀轉印到基板面來形成。當使用已經蒸鍍有鋁或 紙時，由於能夠增加一次可以蒸鍍的面積，因此能 大量的生產。 光學板90則具備有在例如由光學玻璃或聚甲基 甲酯（PMMA)的丙烯酸樹脂等所形成的板狀的基板 光學薄膜而成的光學面90a。光學面90a具有可根 射的光的入射角度來決定是否要讓入射光透過或是 射光反射的入射角度相關性。光學面90a則當入射 入射角度較所設定的値爲大時則將所入射的光加以 而當爲其他的情形時則讓其透過。 例如藉由將從分光板87所射出的紅色光、綠色 色光混色而得到的白色光則是以入射角度〇度及其 角度而入射到光學面90a。光學板90的光學面90a 說明之 ί領域6 光中， 射到分 例如蒸 8 9a蒸 乃蒸鍍 以藉由 由將鋁 銀的捲 夠進行 丙烯酸 上形成 據被入 否讓入 的光的 反射， 光、青 附近的 則讓該 -60- (58) 1308978 些白色光透過而射出。 另一方面，在已經透過分光板86的紅色光、爲分光板 8 6所反射的綠色光中具有發散傾向而射出的光則是以較上 述白色光更大的角度而入射到光學板90的光學面90a。光 學板90的光學面90a則將該些的紅色光、綠色光加以反射 而入射到分光板87的波長選擇透過反射面87b。 如此般根據入射角度而透過或反射的光學板90的光學 面90a，由於能夠有效地利用從分光板87所漏出的紅色光 、綠色光的成分，因此能夠提高從發光二極體82所發出之 光的利用效率。 光學板90的光學面90a是一藉由真空蒸鍍法或噴濺法 之薄膜形成法所形成的介電體多層膜。又，在光學板90的 光學面90a則被覆反射防止膜（AR被覆），而讓透鏡表面的 反射降低而提高透過率。 在光學板90的光射出面90b則同樣地形成在圖10、1 1 中所說明之導光板]〇之光射入面1 1 A或1 1B側所形成的擴 散領域5。該照明裝置8 1的擴散領域則是藉由將第1稜鏡9 1 與第2稜鏡92貼設在光射出面90b而形成，而提供一能夠 讓經混色的白色光擴散到導光板1 〇 的面方向的擴散效果。在本發明中則不限於該些片類 的組合，只要是能夠得到上述的擴散效果可以將任何一種 的片單獨或組合在一起來使用。 第1稜鏡91與第2稜鏡92則可以使用例如BEFF系列（ 商品名：住友3M公司）、RBEFF系列（商品名：住友3M公 -61 - (60) 1308978 照明裝置2 I相對於導光板輸入鍵輸入鍵1 〇加以配置的圖9 、圖1 2、圖1 3之任何一種的配置佈局。此時，由於被形成 在光射入面1 I A、1 1 B上的擴散領域5、反射領域6、反射 面可以同樣地形成，因此能夠抑制輝度不均的情形而產生 均勻的面發光，而能夠大幅地提高由各照明裝置所具備的 發光二極體所產生的光的利用效率。 當利用如此的照明裝置2 1、6 1、7 1、8來構成背光單 元而照明具備有彩色濾光片的液晶顯示面板時，由於能夠 使得在 CIE 色度表中之 NTSC(National Television System Committee)方式之色度範圍的100〜120 %左右得以再現， 因此能夠應付作爲顏色領域較 N T S C更寬廣之顏色空間 的Sycc的顏色再現性範圍。 此外、本發明並不限於上述之從導光板的側面將光入 射之所謂的端緣光源方式的背光單元，也可以是將導光板 當作擴散板’而將照明裝置配置在正下方的背光單元。 本發明並不限於參照圖面所說明之上述實施例，只要 是不脫離所附的申請專利範圍及其主旨的範圍內，對該行 業者而言當然可進行各種的變更、置換或其等效的設計。 (產業上的可利用性） 本發明的照明裝置可當作背光裝置的光源來使用，而 該背光裝置可當作液晶顯示裝置（LCD: Liquid Crystal D isplay)的光源來使用。 -63- (61) 1308978 【圖式簡單說明】 圖1爲從光射出面側來看本發'明之背光時的正面圖。 圖2爲構成背光單元之圖1所示的導光板的A-A線斷 面圖。 圖3爲表示具備有照明裝置之背光單元的正面圖。 圖4爲表示具備有設有福雷聶爾透鏡之照明裝置的背 光單元的正面圖。 圖5A爲表示在照明裝置附加了光學元件之背光單元 的正面圖、圖5B爲圖5A的A-A線斷面圖。 圖6爲表示在照明裝置附加了光學元件之構成的側面 圖。 圖7A爲表示附加在照明裝置的光學元件以反射鏡來 構成的例子的背光單元的主要部分正面圖、圖7B爲圖7A 的B-B線的斷面圖、圖7C爲表示將反射鏡的配置的構成 設爲不同的背光單元的斷面圖。 圖8A爲表示附加在照明裝置的光學元件之進一步的 背光單元的主要部分正面圖、圖8B爲圖8A的B-B線的斷 面圖。 圖9爲表示爲從光射出面側來看在照明裝置附加了光 學元件之背光單元時的正面圖。 圖1〇爲表示在導光板的光射入面所形成的擴散領域、 反射領域的斷面圖。 圖11爲表示藉由被形成在導光板的光射入面的擴散領 域將光予以擴散之狀態的斷面圖。 -64 - (62) (62)1308978 H 1 2爲表示從光射出面側來看在導光板的其中一側配 置有·照明裝置之背光單元時的正面圖。 _ 1 3爲表示從光射出面側來看在導光板之相對向的側 面配置有照明裝置之背光單元時的正面圖。 «Μ爲表示利用2個會發出綠色光之光源之照明裝置 的正面圖。 H15爲表示在集光透鏡附加了福雷聶爾透鏡之照明裝 置的正面圖。 BI16爲表示利用波長選擇透過反射板之照明裝置的正 面圖。 ΒΠ7爲表示利用波長選擇透過反射板，而在集光透鏡 附加了福雷聶爾透鏡之照明裝置的正面圖。 圖1 8爲表示利用波長選擇透過反射板之照明裝置之其 他例的正面圖。 圖19爲表示以往之背光單元的分解立體圖。 圖2 0爲表示以往之背光單元的斷面圖。 【主要元件符號說明】 2 1、6 1、7 1、8 1 照明裝置 22 ' 22R、22G、22B 發光二極體 23、 23R、23G、23B 集光透鏡 24、 25 三角稜鏡 24a ' 25a 光射入面 24b、25b 斜面 -65- (63)1308978 24c 、 25c 26 26b 26d 28 29 10 20A 、 20B 30、 40 21A1〜2 1A12、2 1 B 1 12 13 16 17 18 15 27、27R、27G、27B 31、 32 、 33 、 34 3 1a 3 1b 3 1 d、3 1 d 32A、32B 32a、32b 3 5 光射出面 分色稜鏡 光射入面 光射出面 第1波長選擇透過反射面 第2波長選擇透過反射面 導光板 光源部. 背光單元 21B12 照明裝置 光射出面 光反射面 擴散片 第1透鏡片. 第2透鏡片 反射片 福雷聶爾透鏡 光學元件 光射入面 光射出面 光反射面 反射光 反射面 第1光學元件 -66- (64)1308978 36 5 6 5 a 5b 5d 62、 63、 6 4' 66、 68 69、 66B 66R 67R 67B 72 ' 73、 74 75 ' 77、 79 79a 80、 第2光學元件 擴散領域 反射領域 擴散片 第1棱鏡片 第2稜鏡片 62R、 62G 1 、62G2、 62B 發光二 極 體 63R、 63G1 、63G2、 63B 集光透 鏡 65 二 角稜鏡 67 分 光稜鏡 2分之1波長板 69R、 69G 1 ' 69G2 ' 6 9 B 福雷聶 爾 透鏡 第 1透過反射面 第 2透過反射面 第 1透過反射面 第 2透過反射面 72R、 72G 1 、72G2、 72B 發光二 極 體 73R、 73 G 1 、73G2 、 7 3 B集光透鏡 反 射鏡 76 分 光板 78 反 射鏡 光 學板 光 學面 80R、 80G、 80B 福雷聶爾透鏡 -67- (65)1308978 7 5a 波長選擇透過面 75b 波長選擇透過反射面 76a 波長選擇透過面 76b 波長選擇透過反射面 82、82R、82G、82B 發光二極體 83、83R ' 83G、83B 集光透鏡 84 光學板 85 反射鏡 86、87 分光板 88、89 反射鏡 90 光學板 93、93R、93G、93B 福雷聶爾透鏡 86a 波長選擇透過面 86b 波長選擇透過反射面 87a 波長選擇透過面 87b 波長選擇透過反射面 90a 光學面 90b 光射出面 1 1 1、1 1 1 R、1 1 1 G、 1 1 1B 發光二極體 110 背光單元 112 導光板 113 擴散片 114 第1稜鏡片 115 第2稜鏡片 -68- (66) 1308978 116 導 光 路 徑 117 反 射 路 徑 120 液 晶 顯 示面板 1 1 A 、1 1 B 光 射 入 面 35a、 3 6a 光 射 入 面 35c ' 3 5d 光 反 射 面 35b、 3 6b 光 射 出 面 36c、 3 6d 光 反 射 面 -69-

Claims (1)

  1. 本 9». 1. 15 (1) 十、申請專利範圍 第93 1 3 6 03 6號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年1月15日修正 1 . 一種照明裝置，其特徵在於： 具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源； 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡； 讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡； 具有讓經由上述第1透鏡而射出的上述第1原色光產生 反射之第1光反射面的第1三角稜鏡； 具有讓經由上述第2透鏡而射出的上述第2原色光產生 反射之第2光反射面的第2三角稜鏡；及、 將可讓經由上述第3透鏡而射出的上述第3原色光透過 ，且讓經上述第1三角稜鏡所具有的上述第1光反射面所反 射的上述第1原色光產生反射的第1波長選擇透過反射面、 與可讓經由上述第3透鏡而射出的上述第3原色光透過，且 讓經上述第2三角稜鏡所具有的上述第2光反射面所反射的 (2) 1308978 上述第2原色光產生反射的第2波長選擇透過反射面配置成 X字狀，將上述第1原色光、上述第2原色光、上述第3原 色光混色而當作白色光射出的分色稜鏡， 上述分色稜鏡、上述第1三角稜鏡及上述第2三角稜鏡 則分別經由空氣層被配置附近。 2 ·如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中具備有經 由光射入面所入射的光會藉由作爲其中一主面的光射出面 及作爲另一主面的光反射面產生全反射而導光，而在藉由 β 上述分色稜鏡被混色的上述白色光入射到從上述光射出面 開始產生面發光之導光板的上述光射入面時，會如將從上 述分色稜鏡所射出的上述白色光全部入射到上述導光板之 上述光射入面般地將上述白色光進行導光的光學元件。 3 ·如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中上述光學 元件是一具備有與上述分色稜鏡之將上述白色光射出的射 出面爲同一形狀，而將從上述射出面射出的上述白色光予 以入射的白色光射入面、面向上述白色光射入面而配置， i 而至少一邊成爲與上述導光板的厚度爲相同長度的白色光 射出面、及具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 度方向，會將從上述白色光射入面所入射的上述白色光一 邊朝上述白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對 的反射面的光學區塊。 4 ·如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中上述光學 元件是一具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度 方向，會將從上述分色稜鏡的射出面所射出的上述白色光 -2- (3) 1308978 朝上述導光板的上述光射入面一邊反射而一邊進行導光之 一對的反射鏡。 5 .如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中上述光學 元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光板 的厚度方向的光學區塊’ 上述第1光學區塊具有：將從上述分色稜鏡的射出面 所射出的上述白色光入射的第1白色光射入面、面向上述 白色光射入面被配置’而至少一邊的長度成爲上述導光板 ® 的厚度以下的第1白色光射出面、及具有一定的傾斜度而 被配置在上述導光板的厚度方向’會將從上述第1白色光 射入面所入射的上述白色光一邊朝上述第1白色光射出面 進行全反射而一邊進行導光之一對的第1反射面， 上述第2光學區塊具有：將從上述分色稜鏡的射出面 所射出的上述白色光入射的第2白色光射入面、面向上述 白色光射入面被配置’而至少一邊的長度成爲上述導光板 的厚度以下的第2白色光射出面、及具有一定的傾斜度而 ® 被配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第2白色光 射入面所入射的上述白色光一邊朝上述第2白色光射出面 進行全反射而一邊進行導光之一對的第2反射面， 由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述分色棱鏡的上 述射出面爲同一形狀，而如將上述第1白色光射出面與上 述第2白色光射出面收容在上述導光板的上述光射入面內 般地加以配置。 -3- (4) 1308978 6. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中上述第1透 鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別是球面或非球面的集 光透鏡。 7. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中上述第1透 鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別在光射入面具有福雷 慕爾透鏡。 8 .如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中上述第1光 源、上述第2光源、上述第3光源分別是發光二極體（LED Φ Light Em i 11 ing Di〇de)。 9.一種照明裝置，其特徵在於： 具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源； 射出上述第3原色光的第4光源； 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 ® 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡； 讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡； 讓在從上述第4光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第4透鏡； 具有讓經由上述第1透鏡而射出的上述第1原色光產生 -4- (5) (5)1308978 反射之第1光反射面的第1三角稜鏡； 具有讓經由上述第2透鏡而射出的上述第2原色光產生 反射之第2光反射面的第2三角稜鏡； 將可讓經上述第1光反射面反射而在上述第1原色光的 第1振動面上振動的直線偏光反射，而讓在與上述第1振動 面垂直的第2振動面上振動的直線偏光透過，且讓經由上 述第3透鏡射出而在上述第3原色光的第1振動面上振動的 直線偏光、和在上述第2振動面上振動的直線偏光透過的 第1透過反射面、與可讓上述第1原色光透過，而讓上述第 2原色光之在上述第1振動面上振動的直線偏光反射，且經 由上述第3透鏡射出而在上述第3原色光的第1振動面上振 動的直線偏光、和在上述第2振動面上振動的直線偏光透 過的第2透過反射面配置成X字狀的第1分光稜鏡； 將可讓經上述第2光反射面反射而在上述第2原色光的 第1振動面上振動的直線偏光反射，而讓在上述第2振動面 上振動的直線偏光透過，且讓經由上述第4透鏡射出而在 上述第3原色光的第1振動面上振動的直線偏光、和在上述 第2振動面上振動的直線偏光透過的第3透過反射面、與可 讓上述第2原色光透過，而讓上述第1原色光之在上述第1 振動面上振動的直線偏光反射，且經由上述第4透鏡射出 而在上述第3原色光的第1振動面上振動的直線偏光、和在 上述第2振動面上振動的直線偏光透過的第4透過反射面配 置成X字狀的第2分光稜鏡；及、 被配置在上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡之間， (6) 1308978 而將在上述第1透過反射面透過的上述第1原色光之在上述 第2振動面上振動的直線偏光轉換爲在上述第1振動面上振 動的直線偏光，且將在上述第3透過反射面透過的上述第2 原色光之在上述第2振動面上振動的直線偏光轉換爲在上 述第1振動面上振動的直線偏光的波長板， 上述第1分光稜鏡與上述第1三角稜鏡則經由空氣層被 配置在附近， 上述第2分光稜鏡與上述第2三角稜鏡則經由空氣層被 # 配置在附近， 上述第1分光稜鏡與上述第2分光棱鏡則經由上述波長 板及空氣層被配置在附近， 上述第1分光稜鏡會將上述第1原色光、上述第2原色 光、各自在上述第1振動面上振動的直線偏光、及上述第3 原色光在上述第1振動面與上述第2振動面上振動的直線偏 光予以混色而當作白色光射出，而上述第2分光稜鏡會將 上述第1原色光、上述第2原色光、各自在上述第1振動面 ® 上振動的直線偏光、及上述第3原色光在上述第1振動面與 上述第2振動面上振動的直線偏光予以混色而當作白色光 射出。 10.如申請專利範圍第9項之照明裝置，其中具備有經 由光射入面所入射的光會藉由作爲其中一主面的光射出面 及作爲另一主面的光反射面產生全反射而導光，而在藉由 上述第1分光棱鏡與上述第2分光稜鏡被混色的上述白色光 入射到從上述光射出面開始產生面發光之導光板的上述光 -6- (7) 1308978 射入面時，會如將從上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡 所射出的上述白色光全部入射到上述導光板之上述光射入 面般地將上述白色光進行導光的光學元件。 1 1.如申請專利範圍第1 〇項之照明裝置，其中上述光 學元件是一具備有與上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡 之將上述白色光射出的射出面爲同一形狀，而將從上述射 出面射出的上述白色光入射的白色光射入面、面向上述白 色光射入面而配置，而至少一邊成爲與上述導光板的厚度 ® 爲相同長度的白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被配 置在上述導光板的厚度方向，會將從上述白色光射入面所 入射的上述白色光一邊朝上述白色光射出面進行全反射而 一邊進行導光之一對的反射面的光學區塊。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項之照明裝置，其中上述光 學元件是一具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 度方向，會將從上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡的射 出面所射出的上述白色光朝上述導光板的上述光射入面一 ® 邊反射而一邊進行導光之一對的反射鏡。 1 3 .如申請專利範圍第1 〇項之照明裝置，其中上述光 學元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光 板的厚度方向的光學區塊， 上述第1光學區塊具有：將從上述第1分光稜鏡與上述 第2分光稜鏡的射出面所射出的上述白色光入射的第1白色 光射入面、面向上述白色光射入面被配置，而至少一邊的 長度成爲上述導光板的厚度以下的第1白色光射出面、及 -7- (8) 1308978 具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向，會 將從上述第1白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 述第1白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的 第1反射面， 上述第2光學區塊具有：將從上述第1分光稜鏡與上述 第2分光稜鏡的射出面所射出的上述白色光入射的第2白色 光射入面、面向上述白色光射入面被配置，而至少一邊的 長度成爲上述導光板的厚度以下的第2白色光射出面、及 ® 具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向，會 將從上述第2白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 述第2白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的 第2反射面， 由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述第1分光稜鏡與 上述第2分光稜鏡的上述射出面爲同一形狀，而如將上述 第1白色光射出面與上述第2白色光射出面收容在上述導光 ® 板的上述光射入面內般地加以配置。 14.如申請專利範圍第9項之照明裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡、上述第4透鏡分別是 球面或非球面的集光透鏡。 1 5 .如申請專利範圍第9項之照明裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡、上述第4透鏡分別在 光射入面具有福雷聶爾透鏡。 1 6 ·如申請專利範圍第9項之照明裝置，其中上述第1 -8- (9) 1308978 光源、上述第2光源、上述第3光源、上述第4光源分別是 發光二極體（LED : Light Emitting Diode)。 17.—種照明裝置，其特徵在於： 具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源； 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 ® 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡； 讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡； 具有將經由上述第1透鏡而射出之上述第1原色光予以 反射的光反射面的第1反射板； 具有讓經上述第1反射板所具有的上述光反射面所反 ® 射的上述第1原色光透過，且讓經上述第2透鏡射出的上述 第2原色光反射的第1波長選擇透過反射面的第1分光板； 具有讓經上述第3透鏡而射出的第3原色光透過，且讓 經上述第1分光板所射出的上述第1原色光及上述第2原色 光反射的第2波長選擇透過反射面，而將上述第1原色光、 上述第2原色光、上述第3原色予以混色而當作白色光的第 2分光板；及、 具有顯示有可將以所設定之入射角以上的角度入射的 -9- (10) 1308978 光反射，而讓在上述入射角以內所入射光透過的入射角度 相關性的角度選擇透過反射面，而如讓由上述第3透鏡、 上述第2分光板所形成的光軸通過般地配置在上述第2分光 板的後段，而將經過上述第2分光板混色的白色光予以射 出的光學板。
    1 8 .如申請專利範圍第1 7項之照明裝置，其中具備有 經由光射入面所入射的光會藉由作爲其中一主面的光射出 面及作爲另一主面的光反射面產生全反射而導光，而在藉 由上述第2分光板被混色，而從上述光學板射出的上述白 色光入射到從上述光射出面開始產生面發光之導光板的上 述光射入面時，會如將從上述光學板所射出的上述白色光 全部入射到上述導光板之上述光射入面般地將上述白色光 進行導光的光學元件。
    1 9 .如申請專利範圍第1 8項之照明裝置，其中上述光 學元件是一具備有與上光學板之將上述白色光射出的射出 面爲同一形狀，而將從上述射出面射出的上述白色光入射 的白色光射入面、面向上述白色光射入面而配置，而至少 一邊成爲與上述導光板的厚度爲相同長度的白色光射出面 、及具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向 ，會將從上述白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 述白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的反射 面。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之照明裝置，其中上述光 學元件是一具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 -10- (11) (11)1308978 度方向，會將從上述光學板的射出面所射出的上述白色光 朝上述導光板的上述光射入面一邊反射而一邊進行導光之 一對的反射鏡。 2 1 .如申請專利範圍第1 8項之照明裝置，其中上述光 學元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光 板的厚度方向的光學區塊’ 上述第1光學區塊具有：將從上述光學板的射出面所 射出的上述白色光入射的第1白色光射入面、面向上述白 色光射入面被配置，而至少一邊的長度成爲上述導光板的 厚度以下的第1白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被 配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第1白色光射 入面所入射的上述白色光一邊朝上述第1白色光射出面進 行全反射而一邊進行導光之一對的第1反射面， 上述第2光學區塊具有：將從上述光學板的射出面所 射出的上述白色光入射的第2白色光射入面、面向上述白 色光射入面被配置，而至少一邊的長度成爲上述導光板的 厚度以下的第2白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被 配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第2白色光射 入面所入射的上述白色光一邊朝上述第2白色光射出面進 行全反射而一邊進行導光之一對的第2反射面， 由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述光學板的上述射 出面爲同一形狀，而如將上述第1白色光射出面與上述第2 白色光射出面收容在上述導光板的上述光射入面內般地加 -11 - (12) 1308978 以配置。 2 2 .如申請專利範圍第丨7項之照明裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別是球面或非球面的 集光透鏡。 2 3 _如申請專利範圍第1 7項之照明裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別在光射入面具有福 雷聶爾透鏡。 24.如申請專利範圍第1 7項之照明裝置，其中具備有 # 可將未被入射到上述第1分光板的上述第1原色光朝入射到 上述第1分光板的方向反射的第2反射板、及可將未被入射 到上述第1分光板的上述第1原色光朝入射到上述第2分光 板的方向反射的第3反射板。
    25.如申請專利範圍第24項之照明裝置，其中從光射 入面所入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另 一主面的光反射面進行全反射而導光，而當將經由上述第 2分光板所混色而從上述光學板射出的上述白色光入射到 從上述光射出面開始面發光的導光板的上述光射入面時， 上述第2反射板具有可將上述白色光不會漏出到上述導光 板外地朝導光板內反射的反射面。 26.如申請專利範圍第17項之照明裝置，其中上述第1 光源、上述第2光源、上述第3光源分別是發光二極體 (LED : Light Emitting Diode) ° 27.如申請專利範圍第17項之照明裝置，其中從光射 入面所入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另 -12- (13) (13)1308978 一主面的光反射面進行全反射而導光，而當將經由上述第 2分光板所混色而從上述光學板射出的上述白色光入射到 從上述光射出面開始面發光的導光板的上述光射入面時， 在上述光學板之射出上述白色光的射出面上設有可將經上 述第2分光板所混色之上述白色光的指向性朝上述導光板 的面方向擴散的擴散領域。 2 8 _如申請專利範圍第2 7項之照明裝置，其中上述擴 散領域是由貼設稜鏡片而形成。 29.如申請專利範圍第I7項之照明裝置，其中上述第i 反射板是一藉由將反射膜蒸鍍在上述光學板之射出上述白 色光的射出面上而形成可將上述第1原色光反射之上述光 反射面的薄膜。 3〇_—種背光裝置，其主要是一具備有從光射入面所 入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另一主面 的光反射面進行全反射而導光，而從上述光射出面開始面 發光的導光板的背光裝置， 其特徵在於= 在上述導光板的上述光射入面依據一定的間隔具備有 多個照明裝置，該照明裝置具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源； 讓分別在從上述第1光源所射出的上述第1原色光、從 上述第2光源所射出的上述第2原色光、從上述第3光源所 (14) 1308978 射出的上述第3原色光中的發散光產生折射而成爲平行光 的光學裝置；及、 將經由上述光學裝置所射出的上述第1原色光、上述 第2原色光及上述第3原色光根據各原色光的光學的性質， 藉由進行選擇性的透過及反射而混色而當作白色光射出的 混色裝置， 上述導光板的上述光射入面是相對向的一對的側面， 當將上述導光板之上述相對向之一對的上述側面當作 Φ 上述光射入面時，則依據上述一定的間隔被配置在其中一 個上述光射入面側的多個的上述照明裝置與依據上述一定 的間隔被配置在另一個上述光射入面側的多個的上述照明 裝置，其中各自所具有之射出上述白色光的白色光射出面 並不是挾著上述導光板而相對，而是偏移2分之1的間距來 配置，
    在上述光學板之射出上述白色光的射出面上設有可將 經上述照明裝置之上述混色裝置所混色之上述白色光的指 向性朝上述導光板的面方向擴散的擴散領域， 在上述光射入面上之設有上述擴散領域的位置以外則 如使在上述導光板內進行導光的上述白色光不會漏出到上 述導光板外般地設置朝導光板內反射的反射領域。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項之背光裝置，其中上述反 射領域是藉由將反射片貼附在該位置而形成。 32.—種背光裝置，其主要是一具備有從光射入面所 入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另一主面 -14 - (15) 1308978 的光反射面進行全反射而導光，而從上述光射出面開始面 發光的導光板的背光裝置， 其特徵在於： 在上述導光板的上述光射入面依據一定的間隔具備有 多個照明裝置，該照明裝置具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源；
    射出第3原色光的第3光源； 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡； 讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡；
    具有讓經由上述第1透鏡而射出的上述第1原色光產生 反射之第1光反射面的第1三角棱鏡； 具有讓經由上述第2透鏡而射出的上述第2原色光產生 反射之第2光反射面的第2三角稜鏡； 將可讓經由上述第3稜鏡而射出的上述第3原色光透過 ，且讓經上述第1三角稜鏡所具有的上述第1光反射面所反 射的上述第1原色光產生反射的第1波長選擇透過反射面、 與可讓經由上述第3稜鏡而射出的上述第3原色光透過，且 讓經上述第2三角稜鏡所具有的上述第2光反射面所反射的 上述第2原色光產生反射的第2波長選擇透過反射面配置成 -15- (16) 1308978 X字狀，將上述第1原色光、上述第2原色光、上述第3原 色光混色而當作白色光射出的分色稜鏡， 而在上述導光板的上述光射入面依據一定的間隔具備 多個上述分色稜鏡、上述第1三角稜鏡及上述第2三角稜鏡 分別經由空氣層被配置在附近的照明裝置。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項之背光裝置，其中當將經 由上述分色稜鏡而混色的上述白色光入射到上述導光板的 上述光射入面時，會如將從上述分色稜鏡所射出的上述白 # 色光全部入射到上述導光板之上述光射入面般地將上述白 色光進行導光的光學元件。
    3 4 .如申請專利範圍第3 3項之背光裝置，其中上述光 學元件是一具備有與上述分色稜鏡之將上述白色光射出的 射出面爲同一形狀，而將從上述射出面射出的上述白色光 予以入射的白色光射入面、面向上述白色光射入面而配置 ，而至少一邊成爲與上述導光板的厚度爲相同長度的白色 光射出面、及具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的 厚度方向，會將從上述白色光射入面所入射的上述白色光 一邊朝上述白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一 對的反射面的光學區塊。 3 5 .如申請專利範圍第3 3項之背光裝置，其中上述光 學元件是一具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 度方向，會將從上述第分色稜鏡的射出面所射出的上述白 色光朝上述導光板的上述光射入面一邊反射而一邊進行導 光之一對的反射鏡。 -16- (17) 1308978 3 6 .如申請專利範圍第3 3項之背光裝置，其中上述光 學元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光 板的厚度方向的光學區塊’ 上述第1光學區塊具有：將從上述分色稜鏡的射出面 所射出的上述白色光入射的第1白色光射入面、面向上述 白色光射入面被配置，而至少一邊的長度成爲上述導光板 的厚度以下的第1白色光射出面、及具有一定的傾斜度而 被配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第1白色光 β 射入面所入射的上述白色光一邊朝上述第1白色光射出面 進行全反射而一邊進行導光之一對的第1反射面’ 上述第2光學區塊具有：將從上述分色稜鏡的射出面 所射出的上述白色光入射的第2白色光射入面、面向上述 白色光射入面被配置，而至少一邊的長度成爲上述導光板 的厚度以下的第2白色光射出面、及具有一定的傾斜度而
    被配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第2白色光 射入面所入射的上述白色光一邊朝上述第2白色光射出面 進行全反射而一邊進行導光之一對的第2反射面， 由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述分色稜鏡的上述 射出面爲同一形狀，而如將上述第1白色光射出面與上述 第2白色光射出面收容在上述導光板的上述光射入面內般 地加以配置。 3 7.如申請專利範圍第32項之背光裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別是球面或非球面的 -17- (18) 1308978 集光透鏡。 3 8 .如申請專利範圍第3 2項之背光裝置’其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別在光射入面具有福 雷嘉爾透鏡。 39.如申請專利範圍第32項之背光裝置’其中上述第1 光源、上述第2光源、上述第3光源分別是發光二極體 (LED : Light Emitting Diode)。
    4 0.如申請專利範圍第32項之背光裝置’其中上述導 光板的上述光射入面是相對向的一對的側面。
    41.如申請專利範圍第40項之背光裝置’其中當將上 述導光板之上述相對向之一對的上述側面當作上述光射入 面時，則依據上述一定的間隔被配置在其中一個上述光射 入面側的多個的上述照明裝置與依據上述一定的間隔被配 置在另一個上述光射入面側的多個的上述照明裝置’其中 各自所具有之射出上述白色光的白色光射出面並不是挾著 上述導光板而相對，而是偏移2分之1的間距來配置。 4 2.如申請專利範圍第32項之背光裝置，其中上述導 光板的上述光射入面是一個側面。 4 3.如申請專利範圍第32項之背光裝置，其中在上述 光學板之射出上述白色光的射出面上設有可將經上述照明 裝置之上述混色裝置所混色之上述白色光的指向性朝上述 導光板的面方向擴散的擴散領域。 4 4.如申請專利範圍第43項之背光裝置，其中上述擴 散領域是由藉著將擴散片、稜鏡片重疊地貼在一起而形成 -18- (19) 1308978 45.如申請專利範圍第43項之背光裝置，其中在上述 光射入面上之設有上述擴散領域的位置以外則如使在上述 導光板內進行導光的上述白色光不會漏出到上述導光板外 般地設置朝導光板內反射的反射領域。 4 6.如申請專利範圍第45項之背光裝置，其中上述反 射領域是藉由將反射片貼附在該位置而形成。 47·—種背光裝置，其主要是一具備有從光射入面所 H 入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另一主面 的光反射面進行全反射而導光，而從上述光射出面開始面 發光的導光板的背光裝置， 其特徵在於： 在上述導光板的上述光射入面依據一定的間隔具備有 多個照明裝置，該照明裝置具備有： 射出第1原色光的第1光源；
    射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源； 射出上述第3原色光的第4光源； 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡； 讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡； -19- (20) 1308978 讓在從上述第4光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第4透鏡； 具有讓經由上述第1透鏡而射出的上述第1原色光產生 反射之第1光反射面的第1三角稜鏡； 具有讓經由上述第2透鏡而射出的上述第2原色光產生 反射之第2光反射面的第2三角稜鏡； 將可讓經上述第1光反射面反射而在上述第1原色光的 第1振動面上振動的直線偏光反射，而讓在與上述第1振動 φ 面垂直的第2振動面上振動的直線偏光透過，且讓經由上 述第3透鏡射出而在上述第3原色光的第1振動面上振動的 直線偏光、和在上述第2振動面上振動的直線偏光透過的 第1透過反射面、與可讓上述第1原色光透過，而讓上述第 2原色光之在上述第1振動面上振動的直線偏光反射，且經 由上述第3透鏡射出而在上述第3原色光的第1振動面上振 動的直線偏光、和在上述第2振動面上振動的直線偏光透 過的第2透過反射面配置成X字狀的第1分光稜鏡； @ 將可讓經上述第2光反射面反射而在上述第2原色光的 第1振動面上振動的直線偏光反射，而讓在上述第2振動面 上振動的直線偏光透過，且讓經由上述第4透鏡射出而在 上述第3原色光的第1振動面上振動的直線偏光、和在上述 第2振動面上振動的直線偏光透過的第3透過反射面、和可 讓上述第2原色光透過，而讓上述第1原色光之在上述第1 振動面上振動的直線偏光反射，且經由上述第4透鏡射出 而在上述第3原色光的第1振動面上振動的直線偏光、和在 -20- (21) 1308978 上述第2振動面上振動的直線偏光透過的第4透過反射面配 置成X字狀的第2分光稜鏡；及、 被配置在上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡之間’ 而將在上述第1透過反射面透過的上述第1原色光之在上述 第2振動面上振動的直線偏光轉換爲在上述第1振動面上振 動的直線偏光，且將在上述第3透過反射面透過的上述第2 原色光之在上述第2振動面上振動的直線偏光轉換爲在上 述第1振動面上振動的直線偏光的波長板， 上述第1分光稜鏡與上述第1三角稜鏡則經由空氣層被 配置在附近， 上述第2分光稜鏡與上述第2三角稜鏡則經由空氣層被 配置在附近， 上述第1分光棱鏡與上述第2分光稜鏡則經由上述波長 板及空氣層被配置在附近， 上述第1分光稜鏡會將上述第1原色光、上述第2原色 光、各自在上述第1振動面上振動的直線偏光、及上述第3 原色光在上述第1振動面與上述第2振動面上振動的直線偏 光予以混色而當作白色光射出， 而上述第2分光稜鏡會將上述第1原色光、上述第2原 色光、各自在上述第1振動面上振動的直線偏光、及上述 第3原色光在上述第1振動面與上述第2振動面上振動的直 線偏光予以混色而當作白色光射出。 48.如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中具備有 當將經由上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡被混色的上 (22) (22)1308978 述白色光入射到上述導光板的上述光射入面時，會如將從 上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡所射出的上述白色光 全部入射到上述導光板之上述光射入面般地將上述白色光 進行導光的光學元件。 4 9.如申請專利範圍第48項之背光裝置，其中上述光 學元件是一具備有與上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡 之將上述白色光射出的射出面爲同一形狀，而將從上述射 出面射出的上述白色光入射的白色光射入面、面向上述白 色光射入面而配置，而至少一邊成爲與上述導光板的厚度 爲相同長度的白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被配 置在上述導光板的厚度方向，會將從上述白色光射入面所 入射的上述白色光一邊朝上述白色光射出面進行全反射而 一邊進行導光之一對的反射面的光學區塊。 5 0 .如申請專利範圍第4 8項之背光裝置，其中上述光 學元件是一具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 度方向，會將從上述第1分光稜鏡與上述第2分光稜鏡的射 出面所射出的上述白色光朝上述導光板的上述光射入面一 邊反射而一邊進行導光之一對的反射鏡。 5 1 _如申請專利範圍第4 8項之背光裝置，其中上述光 學元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光 板的厚度方向的光學區塊， 上述第1光學區塊具有：將從上述第1分光棱鏡與上述 第2分光稜鏡的射出面所射出的上述白色光入射的第1白色 光射入面、面向上述白色光射入面被配置，而至少一邊的 -22- (23) 1308978 長度成爲上述導光板的厚度以下的第1白色光射出面、及 具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向，會 將從上述第1白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 述第1白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的 第1反射面，
    上述第2光學區塊具有：將從上述第1分光稜鏡與上述 第2分光稜鏡的射出面所射出的上述白色光入射的第2白色 光射入面、面向上述白色光射入面被配置’而至少一邊的 長度成爲上述導光板的厚度以下的第2白色光射出面、及 具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向，會 將從上述第2白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 述第2白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的 第2反射面，
    由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述第1分光棱鏡與 上述第2分光棱鏡的上述射出面爲问一形狀’而如將上述 第1白色光射出面與上述第2白色光射出面收容在上述導光 板的上述光射入面內般地加以配置。 5 2.如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡、上述第4透鏡分別是 球面或非球面的集光透鏡。 5 3 .如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡、上述第4透鏡分別在 光射入面具有福雷聶爾透鏡。 -23- (24) 1308978 5 4.如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中上述第1 光源、上述第2光源、上述第3光源、上述第4光源分別是 發光二極體（LED : Light Emitting Diode)。 55.如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中上述導 光板的上述光射入面是相對向的一對的側面。
    5 6 .如申請專利範圍第5 5項之背光裝置，其中當將上 述導光板之上述相對向之一對的上述側面當作上述光射入 面時，依據上述一定的間隔被配置在其中一個上述光射入 面側的多個的上述照明裝置與依據上述一定的間隔被配置 在另一個上述光射入面側的多個的上述照明裝置，其中各 自所具有之射出上述白色光的白色光射出面並不是挾著上 述導光板而相對，而是偏移2分之1的間距來配置。 57.如申請專利範圍第47項之背光裝置，其中上述導 光板的上述光射入面是一個側面。
    5 8 .如申請專利範圍第4 7項之背光裝置，其中在上述 導光板的上述光射入面上設有可將經上述照明裝置之上述 混色裝置所混色之上述白色光的指向性朝上述導光板的面 方向擴散的擴散領域。 5 9 .如申請專利範圍第5 8項之背光裝置，其中上述擴 散領域是由藉著將擴散片、稜鏡片重疊地貼在上述導光板 的上述光射入面上而形成。 6 0 .如申請專利範圍第5 8項之背光裝置，其中在上述 光射入面上之設有上述擴散領域的位置以外則如使在上述 導光板內進行導光的上述白色光不會漏出到上述導光板外 -24- (25) 1308978 般地設置朝導光板內反射的反射領域。 6 1 ·如申請專利範圍第60項之背光裝置，其中上述反 射領域是藉由將反射片貼附在該位置而形成。 62.—種背光裝置’其主要是一具備有從光射入面所 入射的光藉由作爲其中一主面的光射出面及作爲另一主面 的光反射面進行全反射而導光，而從上述光射出面開始面 發光的導光板的背光裝置，
    其特徵在於： 在上述導光板的上述光射入面依據一定的間隔具備有 多個照明裝置，該照明裝置具備有： 射出第1原色光的第1光源； 射出第2原色光的第2光源； 射出第3原色光的第3光源： 讓在從上述第1光源所射出的上述第1原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第1透鏡；
    讓在從上述第2光源所射出的上述第2原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第2透鏡； 讓在從上述第3光源所射出的上述第3原色光中所包含 的發散光產生折射而成爲平行光的第3透鏡； 具有將經由上述第1透鏡而射出之上述第1原色光予以 反射的光反射面的第1反射板； 具有讓經上述第1反射板所具有的上述光反射面所反 射的上述第1原色光透過，且讓經上述第2透鏡射出的上述 第2原色光反射的第1波長選擇透過反射面的第1分光板： -25- (26) 1308978 具有讓經上述第3透鏡而射出的第3原色光透過，且讓 經上述第1分光板所射出的上述第1原色光及上述第2原色 光反射的第2波長選擇透過反射面，而將上述第1原色光、 上述第2原色光、上述第3原色予以混色而當作白色光的第 2分光板；及、
    具有顯示有可將以所設定之入射角以上的角度入射的 光反射，而讓在上述入射角以內所入射光透過的入射角度 相關性的角度選擇透過反射面，而如讓由上述第3透鏡、 上述第2分光板所形成的光軸通過般地配置在上述第2分光 板的後段，而將經過上述第2分光板混色的白色光予以射 出的光學板。
    63.如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中具備有 當將經由光上述第2分光板被混色，而從上述光學板射出 的上述白色光入射到上述導光板的上述光射入面時，會如 將從上述光學板所射出的上述白色光全部入射到上述導光 板之上述光射入面般地將上述白色光進行導光的光學元件 6 4.如申請專利範圍第63項之背光裝置，其中上述光 學元件是一具備有與上光學板之將上述白色光射出的射出 面爲同一形狀，而將從上述射出面射出的上述白色光入射 的白色光射入面、面向上述白色光射入面而配置，而至少 一邊成爲與上述導光板的厚度爲相同長度的白色光射出面 、及具有一定的傾斜度而被配置在上述導光板的厚度方向 ，會將從上述白色光射入面所入射的上述白色光一邊朝上 -26- (27) 1308978 述白色光射出面進行全反射而一邊進行導光之一對的反射 面的光學區塊。 65 ·如申請專利範圍第63項之背光裝置，其中上述光 學兀件是一具有一疋的傾斜度而被配置在上述導光板的厚 度方向’會將從上述光學板的射出面所射出的上述白色光 朝上述導光板的上述光射入面一邊反射而一邊進行導光之 一對的反射鏡。
    66.如申請專利範圍第63項之背光裝置，其中上述光 學元件是一將第1光學區塊與第2光學區塊排列在上述導光 板的厚度方向的光學區塊，
    上述第1光學區塊具有：將從上述光學板的射出面所 射出的上述白色光入射的第1白色光射入面、面向上述白 色光射入面被配置，而至少一邊的長度成爲上述導光板的 厚度以下的第1白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被 配置在上述導光板的厚度方向，會將從上述第1白色光射 入面所入射的上述白色光一邊朝上述第1白色光射出面進 行全反射而一邊進行導光之一對的第1反射面’ 上述第2光學區塊具有：將從上述光學板的射出面所 射出的上述白色光入射的第2白色光射入面、面向上述白 色光射入面被配置’而至少一邊的長度成爲上述導光板的 厚度以下的第2白色光射出面、及具有一定的傾斜度而被 配置在上述導光板的厚度方向’會將從上述第2白色光射 入面所入射的上述白色光一邊朝上述弟2白色光射出面進 行全反射而一邊進行導光之一對的第2反射面， -27- (28) 1308978 由上述第1白色光射入面與上述第2白色光射入面所形 成的該光學區塊的白色光射入面則與上述光學板的上述射 出面爲同一形狀’而如將上述第1白色光射出面與上述第2 白色光射出面收容在上述導光板的上述光射入面內般地加 以配置。 6 7 ·如申請專利範圍第6 2項之背光裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別是球面或非球面的 集光透鏡。 · 68.如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中上述第1 透鏡、上述第2透鏡、上述第3透鏡分別在光射入面具有福 雷S爾透鏡。
    69. 如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中具備有 可將未被入射到上述第1分光板的上述第1原色光朝入射到 上述第1分光板的方向反射的第2反射板、及可將未被入射 到上述第1分光板的上述第1原色光朝入射到上述第2分光 板的方向反射的第3反射板。 70. 如申請專利範圍第69項之背光裝置，其中上述第2 反射板具有可將在上述導光板內進行導光的上述白色光不 會漏出到上述導光板外地朝導光板內反射的反射面。 7 1.如申請專利範圍第62之背光裝置，其中上述第1光 源、上述第2光源、上述第3光源分別是發光二極體（LED :L i g ht E m i tt i n g D i 〇 d e )。 7 2 .如申請專利範圍第6 2項之背光裝置，其中上述導 光板的上述光射入面是對向的一對的側面。 -28- (29) 1308978 73. 如申請專利範圍第72項之背光裝置，其中當將上 述導光板之上述相對向之一對的上述側面當作上述光射入 面時，依據上述一定的間隔被配置在其中一個上述光射入 面側的多個的上述照明裝置與依據上述一定的間隔被配置 在另一個上述光射入面側的多個的上述照明裝置，其中各 自所具有之射出上述白色光的白色光射出面並不是挾著上 述導光板而相對，而是偏移2分之1的間距來配置。 74. 如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中上述導 IP 光板的上述光射入面是該導光板的一個側面。 75·如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中在上述 導光板的上述光射入面上設有可將經上述照明裝置之上述 第2分光板所混色之上述白色光的指向性朝上述導光板的 面方向擴散的擴散領域。
    7 6.如申請專利範圍第75項之背光裝置，其中上述擴 散領域是由藉著將擴散片、稜鏡片重疊地貼在上述導光板 的上述光射入面上而形成。 77.如申請專利範圍第75項之背光裝置，其中在上述 光射入面上之設有上述擴散領域的位置以外則如使在上述 導光板內進行導光的上述白色光不會漏出到上述導光板外 般地設置朝導光板內反射的反射領域。 7 8 ·如申請專利範圍第7 7項之背光裝置，其中上述反 射領域是藉由將反射片貼附在該位置而形成。 79.如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中在上述 照明裝置所具有之上述光學板之射出上述白色光的射出面 -29- (30) 1308978 上設有可將經上述第2分光板所混色之上述白色光的指向 性朝上述導光板的面方向擴散的擴散領域。 80.如申請專利範圍第79項之背光裝置，其中上述擴 散領域是由將稜鏡片貼設在上述光學板之射出上述白色光 的射出面上而形成。
    8 1.如申請專利範圍第62項之背光裝置，其中上述照 明裝置所具有之上述第1反射板是一藉由蒸鍍反射膜而形 成可將上述第1原色光反射之上述光反射面的薄膜。
    -30-
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